一类复杂网络系统的群集行为分析

发布时间：2017-10-16 15:37

  本文关键词：一类复杂网络系统的群集行为分析

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【摘要】：同步现象是自然界中最为典型的群集行为,复杂网络的同步现象可以理解为多个子系统通过相互作用,在不同的条件下各自演化,使得各动力系统中个体的状态逐渐同步,最终达到完全相同的状态。随着在生物学、通信系统、计算机科学等领域的广泛应用,对同步现象的研究已经成为一个热门方向。本文主要通过以下两个方面研究复杂网络的同步性问题:在Leader-following框架的基础上,利用子系统之间的合作竞争关系构建复杂网络系统,研究系统的同步性问题。通过设计合适的牵制控制策略,基于图论和Lyapunov理论相关知识,给出复杂网络系统同步性的充分条件,最后通过数值算例进行验证。复杂网络是由多个相互耦合的子系统构成,因此多智能体系统是一类特殊的复杂网络。本文从异质个体的动态模型出发,采用由一阶积分器和Euler-Lagrange方程构成的异质系统,利用拉塞尔不变集原理,设计相应的一致性算法,研究异质系统的群一致性问题。本文章节内容安排如下:第一部分简述复杂网络同步性的研究背景及已经取得的成果。第二部分引入与本文研究相关的基础知识及分析工具,如图论的相关概念,矩阵的有关引理及Lyapunov稳定性理论等。第三部分考虑个体间的合作竞争关系,建立合作竞争网络模型,在此基础上,引入Leader-following框架,设计合适的牵制控制策略,给出复杂网络系统同步性的充分条件,最后通过数值算例进行验证。第四部分通过建立由一阶积分器和Euler-Lagrange方程构建的异质系统,讨论异质系统在无向拓扑结构下的群一致性问题,设计时变参数估计器,得到异质系统实现群一致的充分条件,最后通过数值算例进行验证。第五部分对全文进行总结,并展望未来的研究方向。
【关键词】：复杂网络 多智能体系统 同步现象 群一致性 Lyapunov函数 牵制控制
【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】：2015
【分类号】：O157.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 引言9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-16
• 1.2.1 复杂网络系统研究现状11-12
• 1.2.2 异质多智能体系统研究现状12-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 2 预备知识17-21
• 2.1 图论知识17-18
• 2.2 相关引理18-20
• 2.3 Lyapunov稳定性理论20-21
• 3 基于合作竞争网络的同步性研究21-34
• 3.1 引言21
• 3.2 主要结果21-24
• 3.3 定理的证明24-28
• 3.4 数值仿真28-34
• 4 异质多智能体系统的一致性34-44
• 4.1 引言34-35
• 4.2 主要结果35-37
• 4.3 定理的证明37-39
• 4.4 数值仿真39-44
• 5 总结44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-51
• 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目51

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 ;Distributed consensus algorithm for networked Euler-Lagrange systems with self-delays and uncertainties[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2012年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 胡鸿翔;多智能体系统的一致性分析与控制[D];浙江工业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 彭述清;基于模型估计的多采样率控制系统鲁棒稳定性[D];云南大学;2010年

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本文编号：1043512