复杂动态网络的同步及其最优控制

发布时间：2020-04-19 02:53

【摘要】：网络科学的诞生得益于网络理论模型(小世界网络模型和无标度网络模型)的突破性进展,而探讨网络的拓扑结构和节点动力学对网络同步行为的影响是最具挑战性的课题之一。目前关于网络同步的研究聚焦在设计多样性控制器(如牵制控制、自适应控制、脉冲控制等)来实现同步,而许多研究并没有关注未知网络的参数和拓扑结构识别以及网络同步的优化控制。识别未知网络的参数和拓扑结构及网络优化同步对设计具有良好鲁棒性的网络具有重要的研究意义,为此本论文主要研究了未知网络的同步行为和优化同步,提出了自适应控制器和牵制控制器来实现网络同步行为与识别网络的未知参数和拓扑结构;借助于优化原理,得到了一类最优控制器。具体来说,我们的工作如下:第一章主要介绍了复杂网络研究的相关基础知识,包括复杂网络的发展历程及相关概念,实现网络同步的方法以及复杂网络所面临的机遇与挑战。第二章研究了两个未知耦合复杂网络的反同步问题,网络的未知信息在于节点动力学含有一个未知参数。提出了两类控制器,即自适应和牵制控制器,利用稳定性理论,得到网络达到反同步的定理以及给出了牵制控制的节点个数的判定准则。数值结果表明在网络达到反同步的同时,网络的参数被准确识别,同时利用牵制控制准则可以有效地减少控制节点的个数。第三章研究了含有扰动项的两个未知复杂网络的拓扑识别,提出了识别网络拓扑结构的控制器。借助于Lyapunov稳定性理论,得到了网络达到外部同步的判定条件。最后数值结果验证了理论的有效性,在网络达到外部同步的同时,网络的未知参数和拓扑结构被准确识别出,同时表明网络的扰动项对网络同步影响较小。第四章利用优化原理来实现两个网络的优化同步,借助于Pontryagin极小值原理来实现控制强度和同步目标之间的平衡,得到了网络的最优控制器,使得网络在有限时间范围下的同步误差达到最小。数值算例显示在最优控制器下,网络的同步误差达到最小。第五章总结全文并阐述下一步要研究的问题。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O157.5;O232

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;探索现场与网络同步拍卖[J];中国拍卖;2013年07期

2 林航;;复杂网络上动力系统同步性能的分析与提高[J];科学中国人;2017年12期

3 朱小龙;张海天;刘畅;;边介数标准偏差对复杂网络同步能力的表达[J];江汉大学学报(自然科学版);2011年03期

4 夏林英;张亚明;陈绍炜;;战术数据链网络同步技术的改进方案[J];信息安全与通信保密;2007年05期

5 王文凯;HP55400A网络同步单元安装中应注意的问题[J];现代通信;1999年10期

6 ;现场、网络同步拍卖沪上开花[J];中国拍卖;2008年02期

7 俞艳蓉;高永伟;王旭明;;一类具有长程连接的规则网络同步[J];宁夏工程技术;2009年03期

8 陈娟;陆君安;周进;;复杂网络同步态与孤立节点解的关系[J];自动化学报;2013年12期

9 王艳红;刘凯;;时滞不确定的动态网络同步[J];沈阳工业大学学报;2009年02期

10 马晓娟;王延;郑志刚;;叶子节点对于网络同步能力影响的研究[J];物理学报;2009年07期

相关会议论文 前10条

1 段志生;;复杂网络同步与多智能体一致性控制的统一方法[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年

2 李琨;;Robustness synchronizability of complex network[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

3 孙海义;李宁;闫红梅;陈仲堂;;复杂网络同步理论在智能交通中的应用[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2014年

4 王洪;;SDH网络同步中一些难点问题的浅析[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年

5 王海侠;陆启韶;;四种规则耦合网络同步稳定性的理论和数值比较[A];第九届全国动力学与控制学术会议会议手册[C];2012年

6 吕金虎;;复杂网络的同步：理论、方法、应用与展望[A];第四届全国网络科学学术论坛暨研究生暑期学校论文集[C];2008年

7 范瑾;汪小帆;李翔;;具有相同度分布网络的同步性与结构特性分析[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年

8 李奕;;改善ZXPCS网络同步质量的方案[A];“振兴吉林老工业基地——科技工作者的历史责任”吉林省第三届科学技术学术年会论文集（上册）[C];2004年

9 金涛;金肖玲;黄志龙;;Karhunen-Loève分解在网络同步研究中的应用[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年

10 孙伟刚;王如彬;李常品;;两个复杂网络的同步及其控制研究[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 周慧虹;实体书店试试“众筹”之道[N];经济日报;2017年

2 周慧虹;实体书店的“众筹”之道[N];上海金融报;2017年

3 李英锋;互联网法院开启网络维权新时代[N];河北日报;2017年

4 黄子城 记者 汪东平;我市在全省率先成立“一站式”网络同步结算平台[N];九江日报;2017年

5 记者 刘砺平;数字时代如何过好“数字暑假”[N];新华每日电讯;2005年

6 刘家红 余作才 王国裕;桂林现场网络同步拍卖涉诉资产[N];人民法院报;2012年

7 小凡;华辰推出网络同步拍卖[N];中国商报;2009年

8 记者 贾志敏;现场网络同步进行 供大于求矛盾凸显[N];延安日报;2008年

9 高叙壮;人才同步抓 网络同步建 课题同步练[N];战士报;2006年

10 记者 郭宏鹏 实习生 温远灏;电视网络同步现场直播[N];法制日报;2014年

相关博士学位论文 前10条

1 田辉;布尔网络的同步化研究[D];东北大学;2016年

2 邹艳丽;非线性电路和复杂网络的混沌控制与同步研究[D];上海交通大学;2006年

3 范瑾;复杂动态网络同步性能分析[D];上海交通大学;2006年

4 张四海;基于社会网络和博弈论的合作理论研究[D];中国科学技术大学;2006年

5 王文旭;复杂网络的演化动力学及网络上的动力学过程研究[D];中国科学技术大学;2007年

6 赵明;复杂网络上动力系统同步现象的研究[D];中国科学技术大学;2007年

7 任全胜;复杂网络的自适应相位耦合与同步研究[D];北京大学;2008年

8 王立夫;复杂网络同步问题的研究[D];东北大学;2010年

9 王劲毅;基于若干控制策略的几类复杂网络同步研究[D];深圳大学;2015年

10 宫大为;带有耦合时滞的复杂网络同步与牵引控制研究[D];东北大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 慕静文;具有时滞的复杂网络的同步和局部收敛性分析[D];内蒙古大学;2018年

2 孙田田;复杂动态网络的同步及其最优控制[D];杭州电子科技大学;2018年

3 谢蓉;基于动力学角度的电力网络同步及稳定性研究[D];广西师范大学;2016年

4 宁兴尧;考虑网络约束的电能和备用联合优化调度[D];山东大学;2018年

5 张健;具有网间耦合故障及不确定性的多网络同步控制研究[D];东北大学;2015年

6 赵奕霖;基于网络同步方法的复杂网络拓扑识别[D];湖南大学;2017年

7 邓云生;多层复杂网络群体行为的动力学研究[D];鲁东大学;2018年

8 张霞;具有网间节点耦合失效的多网络同步控制方法研究[D];东北大学;2015年

9 杨尚霖;时滞动态复杂网络的脉冲同步研究[D];广东工业大学;2018年

10 李琢;复杂网络同步研究[D];广西大学;2004年

，

本文编号：2632844