网络聚类同步的数值实验研究

针对一类含时变时滞的线性耦合动力学网络,本文利用数学软件Matlab对其上的聚类同步进行数值实验研究,研究结果表明本文提出的自适应控制方法相当有效,此项工作为现实网络的同步控制问题提供了一定的数值实验指导。     

时标上局部耦合线性系统的聚类同步

在牵制控制策略下,研究了时标上局部耦合线性系统有向网络的聚类同步问题。通过构造Lyapunov函数,运用线性矩阵不等式性质和时标微积分理论,分别得到了固定拓扑和切换拓扑下达到聚类同步的充分条件。给出了数值模拟来验证所得结论的正确性。     

一类复杂动力学网络的滑模控制混沌同步

滑模控制作为一种重要的鲁棒控制策略,得到广泛的应用,运用滑模控制实现多个具有相互关联的混沌系统的同步问题还鲜有报道.本文利用滑模控制方法研究了一类复杂动力学网络的同步控制问题,该系统的驱动系统为(·x)i=Cxi+1+f(xi+1),(x)n=g(x1,x2,…,xn),而响应系统为(·jx)i=Cxji+1+f(xji+1),(·jx)n=g(xj1,xj2,…,xjn)+ξj+uj,结果表明选取适当的滑模面和控制律,该混沌系统是同步的.文章基于Lyapunov稳定性理论,设计了网络滑模面以及控制输入,如果选取适当的可调参数,可得到V＜0,从而在滑模控制方法下多个混沌系统构成的复杂动力学网络是混沌同步的,仿真算例说明了该方法的有效性.     

一种基于复杂网络属性值的K-means聚类算法

传统-means聚类算法的性能依赖于初始聚类中心的选择.本文将复杂网络节点的属性值作为节点的度、聚集度与聚集系数的加权值,通过计算所有节点的加权综合聚集特征值,选取综合聚集特征值高,并且彼此之间无高聚集性特征的K个节点作为聚类的初始聚类中心,然后进行聚类迭代过程.实验结果表明,新算法对初始聚类中心的选取更迅速有效,避免了传统K-means算法初始聚类节点选取的敏感性,进而提高K-means算法的聚类质量.     

聚类系数指标对复杂网络鲁棒性的影响分析

分析了采用度分布相同且聚类系数不同的三种类型网络(中性网络、同配网络和异配网络)在遇到随机故障或者蓄意攻击时,网络的初始聚类系数变化对网络鲁棒性的影响.实验分析表明,网络的初始聚类系数越大,网络在受到随机故障或蓄意攻击时网络中最大连通子图的直径和网络中最大连通子图的平均路径长度的起伏也就越大.初始聚类系数的变化在异配网中对网络鲁棒性的作用最明显,中性网次之,对同配网的鲁棒性不明显.     

两个耦合复杂网络的自适应同步

研究了两个具有相同拓扑结构的全同耦合复杂网络之间的同步,它是一个网络内的结点同步的推广.设计具有动态演化强度的简单线性反馈控制器使两耦合网络同步.对著名的罗伦兹系统为动力学结点的两个耦合网络给出了数值模拟结果,证明了所提出的方法的有效性.     

一类复杂动力学网络的滑模控制混沌同步

滑模控制作为一种重要的鲁棒控制策略,得到广泛的应用,运用滑模控制实现多个具有相互关联的混沌系统的同步问题还鲜有报道。本文利用滑模控制方法研究了一类复杂动力学网络的同步控制问题,该系统的驱动系统为i=Cxi+1+f(xi+1),n=g(x1,x2,…,xn),而响应系统为j i=Cxj i+1+f(xj i+1),j n=g(xj1,xj2,…,xj n)+ξj+uj,结果表明选取适当的滑模面和控制律,该混沌系统是同步的。文章基于Lyapunov稳定性理论,设计了网络滑模面以及控制输入,如果选取适当的可调参数,可得到V·<0,从而在滑模控制方法下多个混沌系统构成的复杂动力学网络是混沌同步的,仿真算例说明了该方法的有效性。     

基于转移矩阵P的复杂网络聚类方法

提出了一种相对简单、有效的划分复杂网络社团结构的方法.该算法利用复杂网络的转移矩阵P和K均值聚类算法来划分社团结构,并且用F统计量判定最优的聚类结果,在探测社团结构明显的人工网时具有较高的准确度.     

基于间歇牵制量化控制的耦合复杂网络有限时间同步

为研究基于间歇牵制量化控制的耦合复杂网络的有限时间同步问题,设计了一种间歇牵制量化控制器,利用Lyapunov函数的性质和Schur补偿引理,得到了耦合复杂网络的有限时间同步的充分条件.最后通过数值仿真验证了该控制策略的准确性和有效性.     

基于量子模糊聚类算法的复杂网络社团结构探测

研究了复杂网络的社团结构特性,探讨了复杂网络的社团结构探测算法.针对现有算法中判断社团结构时的主观性问题,提出了量子模糊聚类算法,并将该算法用于复杂网络社团结构的探测.实验结果表明:该算法可以准确、有效地探测到网络中实际存在的社团结构.     

一类不连续复杂网络的指数同步研究

研究了具有不连续激活函数的复杂网络受非线性干扰通过时滞脉冲和反馈控制达到指数同步的问题,其中反馈控制和时滞脉冲控制用以克服不连续的激活函数对复杂动力网络造成的影响;基于Filippov解、微分包含、Lyapunov函数方法等,提出了几个充分条件,保证了不连续的复杂动力网络达到指数同步;研究结果是对以前结果的推广和改进,可直接应用于连续复杂动力网络;最后通过数值模拟验证了理论的有效性。     

一类时滞加权动态复杂网络的牵制同步

针对一类由Lur’e系统组成的动态复杂网络,研究其同步问题.对具有大规模节点网络中的小部分节点实施反馈控制策略,从而使整个加权时滞网络的所有节点均达到同步.基于绝对稳定性理论,分别得到了保证网络达到全局同步的时滞独立及时滞依赖稳定性判据.特别地,在某些特殊情况下,只对网络中的一个节点实施牵制控制,就可使整个网络达到同步.最后,数值仿真验证了结论的有效性.     

复杂网络输出同步

状态同步是复杂网络中一个重要的研究方向.然而,现实系统的状态经常是观测不到的,有时仅一部分状态能达到同步就能满足需要,无需所有的状态同步.因此,提出带有输出的复杂网络的新模型,此模型是原复杂网络模型的扩展,然后根据输出矩阵为奇异和非奇异矩阵的两种情况进行研究,给出了输出达到同步的几个充分条件,研究了状态不同步输出同步的稳定性条件.并举例说明在不满足状态同步的情况下,可实现输出同步.研究结果表明,复杂网络输出同步是非常有意义的.     

离散复杂网络系统的混沌同步

研究了离散复杂网络系统,以及离散复杂网络时滞系统的混沌同步问题,并基于Lyapunov稳定性理论,得到在控制律的适当选取下复杂网络混沌系统是同步的.数值算例说明了该方法的有效性.     

一种新的多重权值复杂网络模型的同步分析

在传统单权值复杂网络的基础上,建立了一个具有多重权值的复杂网络模型.同时根据网络拆分的思想,将含有多重权值的复杂网络拆分为若干个单权值的子网络.进而根据Lyapunov稳定性理论,研究了多重权复杂网络的全局自适应同步,给出了网络的同步准则,并以Lorenz系统为例,通过数值仿真验证了结论的有效性.     

两种复杂网络白适应同步策略

提出了两种复杂网络自适应同步策略,其自适应因子分别是1维和n维函数,自适应更新率依赖于相邻结点的输出和局部误差．当动力系统函数的雅可比矩阵的范数有界时,自适应同步策略局部渐近同步．利用李雅普诺夫定理分别证明了两种策略同步解局部渐近稳定性,最后,在100个结点的无标度网络上,分别给出了自适应率为1维和n．维函数时的数值仿真实例,展示了同步误差的变化趋势,也验证了具有n维自适应函数控制策略的优势．     

有色边动态网络的同步

根据数学中有色边图的概念提出有色边网络模型,该模型可以更好地描述和研究由大量相互作用个体构成的大型复杂系统.基于Lyapunov稳定性理论,给出了有色边动态网络渐近同步的充分条件,并给出了数值例子来验证所得的结论.     

带有未知参数的复杂动态网络的自适应同步

给出了使带有未知参数的复杂动态网络实现同步的一个方法.该方法可以使网络实现全局渐近同步,并且使参数收敛到真实值.当网络节点的部分信息丢失时,网络可以恢复丢失信息.     

具有耦合时滞的时变复杂动态网络的函数投影同步

研究了具有时变耦合时滞的时变复杂动态网络的函数投影同步,通过设计合适的反馈控制器获得了复杂动态网络系统实现函数投影同步的法则.通过数值模拟验证了该理论的正确性和有效性。     

一类带有时滞和时滞耦合复杂网络的脉冲同步

研究了耦合项和非线性项含有时滞的复杂网络的脉冲同步问题.根据可控的复杂网络达到同步时耦合项会自动消失,可以得到含有脉冲影响复杂网络的误差动态网络.根据脉冲微分方程的稳定性分析,建立合适的Lyapunov Krasovskii泛函,得到含有脉冲影响的复杂网络新的脉冲同步准则.最后,复杂网络的微分方程模型和误差系统仿真图说明了脉冲同步准则的有效性和正确性.