The invention belongs to the field of complex dynamic network technology, discloses a second-order complex dynamic network synchronization control method with time-varying topology, and gives a sufficient condition for realizing state synchronization of complex network under this topology. Cooperative Directed Spanning Tree (CDST) is a time-varying topology, which allows nodes in the network to be disconnected at any time. Only the integral of Laplacian matrix corresponding to the network topology contains the directed spanning tree in a period T. The whole network does not need a central processing unit. Each node in the network only needs to communicate its own state information with its neighbors, which can realize that all the node states are synchronized with the root state eventually. It is a distributed controller. The invention lays a theoretical foundation for the synchronous application of the second-order system in the complex dynamic network with time-varying directed topology, and enlarges its application scope.
【技术实现步骤摘要】
一种含有向时变拓扑的二阶复杂动态网络同步控制方法
本专利技术属于复杂动态网络
,尤其涉及一种含有向时变拓扑的二阶复杂动态网络同步控制方法。
技术介绍
目前,业内常用的现有技术是这样的:复杂网络在日常生活中随处可见,如Internet网,电力网,交通网,社会网,金融网等等。由于这些实际的网络系统均可以用复杂网络中的一些模型来描述,使得复杂网络的研究成为了近些年研究领域的一个热点问题并吸引了来自不同领域的科研工作者投入其中。在一个模型中,如果每个节点都看作是一个动态系统,那么这些节点通过边连接构成的网络称之为复杂动态网络。复杂动态网络常常会演绎出许多有趣的现象,而同步作为众多现象中最重要的一种聚集性行为,受到了广大科研工作者的极大关注。事实上,同步现象也常常发生在我们的生活中,如:悬挂在同一位置的两个钟摆在经过一段时间的摆动后,会出现同步摆动的现象;在精彩的演出结束后,观众的掌声会由开始的杂乱无章最终变得节奏一致。近些年,针对固定通信拓扑的研究已经有很多。但是,在实际的网络中,节点间的通信拓扑常常是随机变化的,因此,有许多学者基于一阶动态系统,对复杂动态网络在时变拓扑下的同步问题进行了研究并得出了许多重要的结果。然而,由于二阶系统动力学特性的复杂性使得时变拓扑下复杂动态网络上二阶系统的同步问题更具挑战性,这一挑战也吸引了众多学者去研究。其中,有学者针对二阶多智能体系统分别研究了在固定拓扑和切换拓扑下领导者-跟随者的编队控制问题;也有学者研究了在联合连通拓扑下并且含时延的一类二阶连续多智能体系统的一致性问题;更有学者基于零梯度和研究了含合作连通拓扑的网络上 ...
【技术保护点】
1.一种基于二阶线性系统时变耦合复杂动态网络模型的控制器,其特征在于,所述的基于二阶线性系统时变耦合复杂动态网络模型的控制器的网络节点动力学方程为
【技术特征摘要】
1.一种基于二阶线性系统时变耦合复杂动态网络模型的控制器,其特征在于,所述的基于二阶线性系统时变耦合复杂动态网络模型的控制器的网络节点动力学方程为控制器为:其中,xi(t),vi(t)分别为第i个节点的位移和速度状态,B1和B2为系统矩阵,c为耦合强度,A=[aij(t)]∈Rn×n为复杂动态网络在t时刻的拓扑结构所对应的耦合权重矩阵,aij(t)为该矩阵的元素,Γ为节点内部耦合矩阵,是一个对角矩阵,N为网络中节点的个数。2.如权利要求1所述的基于二阶线性系统时变耦合复杂动态网络模型的控制器,其特征在于,所述基于二阶线性系统的控制器ui能够实现所有节点的所有状态均与根节点状态同步;控制器ui施加于网络中第i个节点,那么节点i的动力学方程表示为:节点i只需要和邻居交流其状态信息;定义误差状态变量只要耦合强度满足网络拓扑图中含有合作有向生成树;选取Lyapunov函数为通过代数图论,矩阵理论,Lyapunov理论以及不等式方面的知识,可以证...
【专利技术属性】
技术研发人员:闫丽,戴浩,房新鹏,李晨西,陈为胜,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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