时滞复杂动态网络的有限时间随机广义外部同步

基于有限时间控制技术以及开环控制技术,研究具有噪声干扰的时滞复杂动态网络的有限时间广义外部同步问题。设计新的有限时间控制器,利用随机微分方程的稳定性理论得到网络实现有限时间随机广义外部同步的充分条件。研究表明:设计的控制器对于噪声干扰具有较强的鲁棒性,且网络同步时间与控制强度密切相关。在其他条件不变的情况下,网络同步时间随着控制强度的增大而减小。数值模拟中分别选择R(¨overo)ssler-like系统和Hindmarsh-Rose系统作为驱动网络与响应网络的节点动力学,给出了网络同步误差和总同步误差的演化轨迹。数值模拟结果验证了理论结果的有效性与可行性。     

复杂网络的适应性同步

为了研究具有导数耦合和非导数耦合的两个复杂网络之间的适应性同步问题,设计一个有效的适应性控制器,采用适应性控制的方法使得驱动网络和响应网络达到同步.通过Chua电路进行数值模拟,验证了该方案的有效性.     

具有时变耦合强度复杂动态网络的同步

首先,构造一类具有时变耦合强度的复杂动态网络,进而针对这类网络自身难以实现同步的情况,根据Lyapunov稳定性定理,设计一个自适应控制器;其次,构造一Lyapunov函数证明了该控制器能够使这类网络实现同步;最后,Matlab数值仿真的结果证实了该控制器的有效性和其对噪音具有较强的抗干扰性。     

两个耦合复杂网络的投射同步

为了研究节点数目不等的2个耦合复杂网络之间的投射同步问题,对于节点数目或者拓扑结构不同的2个复杂网络,通过设计相应的控制器,利用Lyapunov判别法使得这2个复杂网络实现投射同步.以Lorenz系统和R(..o)ssler系统为例进行数值模拟,验证了理论结果的有效性.     

无线传感器网络的时间同步

在无线传感器网络中,时间同步是十分必要的,但是由于无线传感器网络有限的电池能量,存储以及带宽限制等因素的存在,使传统的时间同步算法不能适应于传感器网络,本文给出了专门用于传感器网络的几种时间同步算法,对比了各种算法的优缺点和应用环境的限制。     

复杂动力网络的单变量替换互耦合同步

通过单变量替换使两个混沌系统达到混沌同步.以Lorenz系统为例进行研究,发现在一定的耦合强度范围内,该方法使Lorenz系统迅速实现了混沌的精确同步,同步误差趋于零.应用单变量替换互耦合混沌同步方法对复杂动力网络进行研究,对NW小世界网络模型进行数值模拟,发现此方法使网络各个节点很快达到同步,且同步状态具有鲁棒性.     

不连续耦合的时滞复杂动态网络的同步

基于李雅普诺夫稳定性理论,对不连续耦合的时滞复杂动态网络进行分析,得到网络同步的充分条件,并且给出网络实现同步时滞的上界估计。研究表明:即使网络之间的耦合是不连续的,只要时滞满足一定条件,网络也可以实现同步,且网络容许的时滞上界与耦合强度、网络代数连通性以及耦合的开关率相关。数值模拟中利用Ikeda系统作为节点动力学,采用误差函数作为网络同步性指标,给出网络同步误差演化轨迹和各状态的演化轨迹,并进一步分析控制参数对同步速度的影响,模拟结果验证了理论结果的正确性。     

不连续驱动-响应网络的固定与预定时间同步

研究具有不连续激活函数的驱动-响应网络固定时间与预定时间同步问题．针对不连续系统,通过比较原理和变量代换推导更精确的固定时间稳定性定理,并设计不含线性项的固定时间同步控制器与控制增益有限的预定时间同步控制器．基于所提出的定理与控制器,结合不连续微分方程理论,分别得到实现网络固定时间同步与预定时间同步的充分条件．预定同步时间可根据实际情况预先指定,与系统初始值及控制器参数无关．数值模拟结果验证了稳定性定理的正确性与同步时间估计的准确性．     

两个时变复杂网络的自适应同步

研究了两个时变复杂网络的自适应同步。根据Lyapunov稳定性理论,分析了两个时变复杂网络的同步条件,并且证明了它的有效性。为了验证理论结果,以不同参数下的Lorenz系统作为两个时变网络的节点动力学系统进行仿真分析,从仿真结果可以得到：如果不施加控制,这两个时变复杂网络不能实现同步;如果设计合适的自适应控制器,这两个时变复杂网络将达到同步。不管是对相同结构的复杂网络,还是对不同结构的复杂网络,仿真结果和理论分析均一致。     

一类非线性时滞系统的有限时间稳定性

研究了一类非线性时滞系统的有限时间稳定性,给出了一些新的时滞无关和时滞相关的有限时间稳定性结果。 应用Razumikhin方法 (R方法), 给出了一般非线性时滞系统的一个有限时间稳定性判据。为了研究这类系统的有限时间稳定性, 根据正交分解法和坐标变换方法,得到了这类系统的一个等价形式。 基于上述得到的稳定性判据和等价形式,给出了这类系统的几个时滞无关和时滞相关的稳定性结果。 通过仿真模拟验证了该方法的有效性。     

时变复杂动态网络非脆弱同步算法

对一类时变复杂动态网络问题,通过引入反馈控制策略来实现非脆弱同步.考虑到网络同步轨迹、拓扑信息等时变不确定因素,假设网络的耦合配置矩阵有界,内部耦合矩阵在范数有界扰动,分别设计加性和乘性非脆弱反馈控制算法,利用Lyapunov方法分析其稳定性,得出实现时变复杂动态网络非脆弱同步的线性矩阵不等式条件,利用此条件求出反馈增益矩阵。     

非一致节点的未知复杂动态网络的自适应同步

对非一致节点的非线性耦合时变时滞未知复杂动态网络,运用学习控制方法实现自适应同步．采用信号置换技术对系统方程进行重构,将所有的未知时变项合并为1个周期时变向量,设计周期自适应学习律估计该向量 ．通过构造复合能量函数,得到同步的1个充分条件和所有信号的有界性．通过1个数值算例证明了所提出方法的有效性．     

拓扑结构时变的复杂动态网络的自适应同步

对具有周期时变拓扑结构的复杂动态网络,设计了自适应同步方案.在所研究的复杂动态网络中,拓扑结构是未知的.采用周期自适应学习律对未知的时变耦合参数进行估计,同时加入自适应控制策略,使得复杂动态网络的状态达到同步.通过构造复合能量函数,得到同步的一个充分条件.通过数值算例表明所提出方案的有效性.     

一种简单的分布式无线传感器网络时间同步方案

无线传感器网络缺乏基本架构,具有分布式、能量受限、存储及计算能力受限的特点.这些特点决定了在设计无线传感器网络时间同步方案时,不能有太复杂的计算和路由选择.为了实现快速时间同步和较低的能量消耗,提出一种简单的无线传感器网络时间同步方案.各个节点广播自己当前的时钟信息,相应的邻居节点接收到这些信息后,对接收到的信息进行简单的算术平均,将平均值作为下一个时刻的时钟刻度再进行广播.此过程反复进行,最终会使网络所有节点的时钟达到一个相同的平均值,实现无线传感器网络的分布式同步.由于网络节点只接收来自邻居节点的广播信息,故该方案无复杂的路由选择,并且计算简单,收敛快速,能耗较低.用随机矩阵理论对该同步算法的收敛性进行了理论证明,对收敛速度和能耗以及同步误差进行了分析.最后用计算机仿真对本方案进行了仿真实验,实验结果符合预期分析.     

一类具有耦合时滞的复杂网络同步衰减率估计

基于线性时滞系统的稳定性理论,研究了具有耦合时滞的复杂网络的同步问题,并给出了相应的同步稳定性判据.为了刻画网络同步的速率,进一步研究了同步误差系统的衰减率,并得到了估计衰减率大小的不等式.最后给出数值算例并结合理论结果,研究网络类型、网络尺寸、时间延迟及节点之间的耦合强度等因素对衰减率的影响.     

传感器网络异常时间同步数据过滤算法

利用节点时间偏移的分布特性和时间同步数据的线性特征,使用概率统计中的样本空间估计理论和方法,设计时间同步数据过滤预测区间,提出基于线性回归的无线传感器网络数据过滤算法．该算法利用预测空间过滤异常时间同步数据,解决了因传感器网络数据错误率高且容易受到攻击而影响网络时间同步的难题．算法判定过程简单,避免针对异常数据而运行复杂的线性回归算法,有效降低节点的计算开销．仿真结果表明,该算法有效消除了异常数据对线性回归估计值的影响,提高了基于线性回归的传感器网络时间同步精度．