基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法技术

本发明专利技术提供一种基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，涉及复杂网络及非线性控制技术领域。基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，首先建立一个由m个社区子网络构成的N个节点的复杂网络，并设定复杂网络的同步流形，得到各社区子网络节点的同步误差；然后选取复杂网络中每个社区的牵制节点，并对所选取的牵制节点施加负反馈控制器，进而得到受控复杂网络的同步误差系统；最后对同步误差系统设计Lyapunov函数，证明复杂网络可达到聚类同步。本发明专利技术提供的基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，同步效果更好、同步时间更短且使牵制节点位置相对分散，牵制作用范围重合较小。

【技术实现步骤摘要】
基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法
本专利技术涉及复杂网络及非线性控制
，尤其涉及一种基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法。
技术介绍
复杂网络经过近些年的发展已涉及到物理、生物、化学、工程技术等多个领域。同步是其中一种重要的非线性动力学行为，其在工程上最直接的应用方向有混沌保密通信、机器人队列控制、缓解交通拥堵等。以混沌保密通信为例，每一个端点都能够抽象的作为一个复杂网络节点，发送数据端由编码函数和混沌系统组成的，在接收端同样也是由解码函数和混沌系统组成，可通过设计控制器，实现复杂混沌网络的同步，从而使得发送端传输的数据以及密钥能够在接收端进行很好的恢复，进而实现保密通信。随着复杂网络研究的不断进步，人们发现社区结构在实际的网络中广泛存在。社区结构就是网络被分为一些群落(称为社区)，在群落中的节点连接比较紧密，而群落之间的连接比较稀疏。当同一个社区内所有节点的状态借助节点间的相互耦合作用或者外力作用最终达到一致，而不同社区的节点不能同步，则网络达到聚类同步。由于绝大多数复杂网络无法依靠自身的耦合达到同步，因此需要外加控制器。考虑到对所有节点施加控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立一个由m个社区子网络构成的N个节点的复杂网络；步骤2：设定复杂网络的同步流形，得到各社区子网络节点的同步误差；步骤3：对社区子网进行社区再划分，选取复杂网络中每个社区的牵制节点；步骤4：对所选取的牵制节点施加负反馈控制器，得到受控复杂网络的同步误差系统；步骤5：对步骤4的同步误差系统设计Lyapunov函数，证明所选控制器能够使复杂网络达到聚类同步。

【技术特征摘要】
1.一种基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立一个由m个社区子网络构成的N个节点的复杂网络；步骤2：设定复杂网络的同步流形，得到各社区子网络节点的同步误差；步骤3：对社区子网进行社区再划分，选取复杂网络中每个社区的牵制节点；步骤4：对所选取的牵制节点施加负反馈控制器，得到受控复杂网络的同步误差系统；步骤5：对步骤4的同步误差系统设计Lyapunov函数，证明所选控制器能够使复杂网络达到聚类同步。2.根据权利要求1所述的基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，其特征在于：步骤1所述复杂网络的第k个社区子网络的节点个数为Nk，其数学模型如下公式所示：其中，为第k个社区的第i个节点的状态向量，k＝1、2、…、m，i＝1、2、…、Nk，fk(·)：Rn→Rn为第k个社区内节点的非线性动力学特性，满足lipschitz条件，ε＞0为网络耦合强度，耦合矩阵为第k个社区子网的拓扑结构，若第k个社区子网的第i个节点和第i′个节点之间有连边，则否则为第k个社区子网和第l个社区子网间的拓扑结构，Nl第l个社区子网的节点个数，若第k个社区子网的第i个节点和第l个社区子网的第j个节点之间有连边，则否则社区子网络满足耗散耦合条件。3.根据权利要求2所述的基于社区划分的复杂网络聚类同步的牵制节点选择方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：设定复杂网络的同步流形为S＝{s1，s2，...，sm}，其中，sk满足则第k个社区子网的第i个节点的同步误差为当t→∞时...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭姗姗，井元伟，任涛，赵洋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21