基于网络结构的驱动节点选择方案研究

发布时间：2021-05-17 12:04

　　结构可控性是针对实际网络拓扑结构所提出的概念,研究结构可控性能够在定量研究实际网络的可控性之前给出一些全局的指导信息,为实际网络的控制提供可行的参考方案。结构可控性的重要研究内容之一是寻找使系统满足结构可控且驱动节点数最少的控制方案。在应用实践中,有时已经知道驱动某些节点可以使系统结构可控,但为了节省成本,希望在这些节点中挑选出最少数目的节点加以驱动,使系统仍能满足结构可控的要求。本文针对这一背景,分别从节点删除与增补两个角度出发求解给定驱动节点集下的所有使系统结构可控且驱动节点数目最少的驱动节点选择方案。此类算法依据的是结构可控性的两条代数判据,即分别基于系统输入可达条件以及组合矩阵行满秩条件求解所有满足条件的驱动节点选择方案。本文重点研究如何在保证控制方案完备的基础上尽可能提高运算效率,给出了降维简化、部分行回溯、新下三角化等算法并对算法的正确性进行了说明。另外,在实际运用中除了完全结构可控问题之外,还存在只需要使系统内部部分节点可控的部分结构可控问题以及只需要使系统内部节点转移至某一特定状态而非任意状态的结构可转移问题。本文基于这两类问题的判据,分别给出了选择驱动节点使系统满足部... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 结构可控性的研究意义
    1.2 结构可控性的定义
    1.3 结构可控性的图论及代数判据
    1.4 结构可控性问题的研究现状
    1.5 论文的主要内容和章节安排
第二章 结构可控性的问题与规则描述以及完备增补算法的介绍
    2.1 本文在结构可控性方面的研究问题描述
    2.2 控制规则的定义以及冗余控制规则的判定
        2.2.1 删除规则的描述以及冗余规则的判定
        2.2.2 增补规则的描述以及冗余规则的判定
    2.3 求解满足结构可控的驱动节点选择方案的完备增补算法
    2.4 本章小结
第三章 给定驱动节点集下的节点删除方案求解
    3.1 基于输入可达性推导删除规则
    3.2 基于行满秩条件推导删除规则
        3.2.1 预处理后矩阵的降维简化
        3.2.2 部分行回溯算法
    3.3 删除算法示例及性能测试
    3.4 本章小结
第四章 给定驱动节点集下的节点增补方案求解
    4.1 基于输入可达性推导增补规则
    4.2 基于行满秩条件推导增补规则
        4.2.1 将可控点与不可控点分块的新下三角化算法
        4.2.2 基于新下三角化分块的关联回溯算法
    4.3 增补算法示例及性能测试
    4.4 三种算法的性能对比
    4.5 本章小结
第五章 满足部分结构可控性或结构可转移性的节点选择方案求解
    5.1 部分结构可控性的定义及判据
    5.2 求解部分结构可控方案的算法
        5.2.1 直接法
        5.2.2 扩展节点法
    5.3 部分结构可控算法的应用及性能测试
    5.4 结构可转移性的定义及判据
    5.5 求解结构可转移方案的算法
        5.5.1 图论算法
        5.5.2 等价节点法
    5.6 结构可转移算法的应用及性能测试
    5.7 本章小结
第六章 总结
    6.1 本文主要内容
    6.2 未来研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
硕士论文
[1]满足网络结构可控性的驱动节点选择规则研究[D]. 王希晨.上海交通大学 2017



本文编号：3191731