一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法技术

本发明专利技术提供一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法，涉及复杂网络可控性技术领域，本发明专利技术提供一种全新的辨识复杂网络严格目标控制所需最少驱动节点的方法。该方法利用控制论中的PBH秩判据和Kalman秩判据，分别估算出复杂网络严格目标可控时的驱动节点数目的上界和下界，并给出第一种方法驱动节点位置的辨识方法，在此基础上提供一种上界驱动节点数量和位置的快速辨识方法，这种基于严格目标可控的最少驱动节点辨识方法，适用范围更广，不仅能应用于生物网络的调控、交通网络的流量控制、社会网络的信息传播、智能电网的安全防护以及车联网的优化调度等领域，还能进一步推动机器学习与人工智能领域的发展，具有重要的经济和社会价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法
本专利技术涉及复杂网络可控性
，尤其涉及一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法。
技术介绍
对于一个动力学系统，如果存在容许控制输入，可以使系统的状态在有限时间内从任意初始状态到达任意所期望的状态，那么便称该系统是可控的。在过去十年里，复杂网络的可控性(Controllability)研究得到了广泛关注，已经成为网络科学研究中的热点问题。对于飞机的自动驾驶系统、卫星的运动轨迹控制等复杂的工程领域系统，完全可控十分重要。但是，许多生物、技术和社会系统在规模和复杂性上都是巨大的，控制整个网络既不可行也没有必要。相反，实现目标控制(TargetControl)更为现实且更加必要。系统中被期望控制的状态，称为目标状态。若存在容许控制输入，使得目标状态在有限时间内从任意初始状态到达任意所期望的状态，那么便称该系统目标可控。目标可控性可以被看作一种特殊的输出可控性(OutputControllability)。现有目标控制方法，例如，k-walk方法、基于离散时变系统结构可控的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法，其特征在于，包括下述步骤：/n步骤1：建立线性时不变系统，如公式(1)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：建立线性时不变系统，如公式(1)所示：



其中，分别表示系统的N维状态向量、M维输入向量和S维输出向量；和分别表示N×N维系统状态矩阵、N×M维系统输入矩阵和S×N维系统输出矩阵；所述系统状态矩阵A描述系统的结构；所述输入矩阵B定义系统中被施加控制信号的节点；所述目标矩阵C定义所需控制的目标节点，其中C＝[IT(c1),IT(c2),...,IT(cs)]T，I(i)表示N×N维单位阵I的第i行，M、N、S为正整数；
步骤2：对目标控制所需最少驱动节点数目进行上界计算以及下界计算；
步骤3：对目标控制上界算法的驱动节点辨识方法；
步骤S3.1、利用Kalman可控性系统结构分解，将公式(1)变换为公式(2)：



其中，表示系统变换后的状态向量；和分别表示可控子系统和不可控子系统的状态矩阵，表示这两子系统之间的耦合矩阵，表示可控子系统的输入矩阵，表示可控子系统的输出矩阵，表示不可控子系统的输出矩阵，k为可控节点的数目；
步骤S3.2、选出矩阵线性相关行所对应的的非零行向量，选取的行向量中非零值对应的列数即需要施加控制的节点的标号；当A为稀疏矩阵时，由公式计算最少目标控制器的个数。


2.根据权利要求1所述的一种基于复杂网络严格目标可控的最少驱动节点辨识方法，其特征在于：步骤2中所述上界...

【专利技术属性】
技术研发人员：项林英，朱佳伟，陈飞，黄伯敏，武艳芝，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北;13