带有切换参数的复杂网络的同步与控制问题分析

发布时间：2017-12-09 08:14

  本文关键词：带有切换参数的复杂网络的同步与控制问题分析

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【摘要】：切换复杂网络是节点动态和拓扑结构具有切换现象的一类特殊的复杂网络。切换现象在现实的网络中是经常发生,这使得对于切换行为的研究变的尤为重要。众所周知,对于许多现实世界的动态网络,由于不可预料的一些内部和外部原因,单个节点的动态行为可能呈现出切换现象。另一方面,网络各个节点的链接可能不总是稳定的,因此网络链接的断开或者新链接的产生是会经常发生的。接着不同网络拓扑之间的切换则不可避免。现如今,拓扑结构切换或节点切换的复杂网络已经成为科学研究和工程应用领域的一个热点问题。复杂网络的同步,就是网络所有节点的状态逐渐达到一致。如今切换复杂网络已被广泛的应用到机器人协同控制、大型的供电网络等众多领域,且其同步问题更是受到了广泛关注。本论文主要研究了切换复杂动态网络的同步与控制问题。首先,利于驻留时间方法研究了一类所有子网络都不同步时切换复杂网络的同步问题,其次,采用比较原理研究了一类时滞脉冲切换复杂网络的指数同步问题。第三,利用平均驻留时间研究了一类耦合切换神经网络的指数同步问题,最后,借助循环驻留时间的方法和有限时间稳定性理论研究了两个循环切换动态网络之间的有限时间同步问题。具体而言,本论文的主要内容如下:(1)带有不同步子网络的切换随机复杂网络的全局同步。针对切换复杂网络所有子网络都不同步的情形,采用驻留时间方法和离散Lyapunov技术,分析了一类带有随机扰动的复杂网络的全局同步问题,并得到了一个线性矩阵不等式形式的网络同步的充分条件。进一步的,该充分条件给出了切换信号的设计方法。获得的切换信号仅与时间有关而与系统的状态无关,这使得切换的实施更加方便。最后,通过算例说明了所得到的理论结果的有效性。(2)一类带有时滞脉冲的切换复杂网络的指数同步。研究了一类混杂脉冲切换复杂网络的同步问题。与大多数现存的关于脉冲切换复杂网络同步的结果不同,首先本章考虑了脉冲输入时滞对网络同步的影响。其次,在我们的网络模型中,脉冲可能发生在切换时刻,也可能在不发生切换的时刻发生脉冲。通过使用Razumikhin理论和数学归纳法,若个网络同步的充分条件以线性矩阵不等式的形式给出。获得的同步标准充表明脉冲发生的频率、脉冲输入时滞都可能严重的影响网络同步。最后,通过一个算例说明了所得到理论结果的有效性。(3)一类带有时变时滞的耦合切换神经网络的指数同步。主要采用矩阵分解方法和切换系统的比较原理以及平均驻留时间方法研究了一类带有时变时滞的耦合切换神经网络的指数同步问题。在这里所讨论的网络节点的切换和网络拓扑的切换分别隶属于两个不同的切换信号。分别针对所有子网络均同步和部分子网络同步的情况,以代数不等式给出了神经网络同步的充分条件。并通过数值仿真与分析,说明了理论结果的有效性。(4)基于反馈控制的循环切换复杂网络的有限时间同步。基于反馈控制策略,研究了两个循环切换复杂网络的有限时间同步问题。基于循环驻留时间方法和有限时间稳定性理论,分别针对带有耦合时滞和不带有耦合时滞循序切换复杂网络,给出了其有限时间同步性性判。所获得的有限时间同步性判据不仅提供了一种可行的设计反馈控制器的方法,同时也充分揭露了初始状态、有限时间收敛时间和循环驻留时间之间相互关系。最后,利用数值仿真说明了所得理论结果的可行性。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP13;O157.5

【参考文献】

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1 任国栋;武刚;马军;陈e，

本文编号：1269679