几类复杂网络的分析与同步控制研究

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近年来,复杂网络广泛应用于许多学科领域。其中,同步问题已经引起了许多学者的关注。复杂网络由于复杂化的耦合关系、网络规模巨大等方面的影响,可能会引起耦合强度或者拓扑结构的变化,导致网络不能实现同步。基于对复杂网络的结构特征、同步控制策略以及在实际系统中的应用等关键问题的思考,论文对几类复杂网络的同步控制问题进行了分析探讨,综合考虑随机干扰、自适应耦合强度以及Markovian切换拓扑结构等因素,利用非脆弱采样控制、非脆弱状态反馈控制和事件触发控制等策略,将复杂网络的同步问题转变为误差系统的稳定性问题进行分析。主要研究工作如下:首先,针对具有混合耦合时滞的随机复杂网络的同步问题,提出一个可靠的加性非脆弱采样控制策略。基于Lyapunov稳定性理论和随机微分理论,并结合积分不等式和凸组合方法,得到了一个复杂网络实现同步的充分条件。通过数值算例验证了控制策略的有效性。其次,针对具有非线性耦合函数的Markovian跳变复杂网络的同步问题进行分析。设计一种乘性非脆弱控制器,构造一种基于时变时滞的Lyapunov函数,结合积分不等式、Lagrange中值定理等方法,得到了使系统达到同步并具有广义耗散性的充分条件。通过数值算例验证控制策略的有效性。最后,研究了具有自适应耦合强度的Kuramoto振荡器模型的指数同步问题,并且设计了一种事件触发控制策略。根据Kuramoto振荡器模型的拓扑结构,构造一个Lyapunov函数,利用Lyapunov稳定性理论和图论的相关知识,得到了一个Kuramoto振荡器模型实现指数同步的充分条件。通过数值算例,验证了事件触发控制策略的有效性。
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