《基於符號圖理論的合作-競爭多個體系統的群體行為演化》是依託電子科技大學,由胡江平擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於符號圖理論的合作-競爭多個體系統的群體行為演化
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡江平
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多個體系統群體行為湧現是複雜系統研究的一個重要問題。基於合作機制的多個體系統的協調群體行為研究已經取得了豐富的研究成果。然而，合作與競爭是複雜系統內單元之間最普遍的作用關係，複雜系統在合作、競爭共同作用下的群體行為湧現機制研究更具有普適性、挑戰性。本項目為了研究合作-競爭多個體系統的群體狀態演化與耦合網路之間的關係，將採用符號圖理論、動力系統理論、現代控制理論、隨機過程等理論和方法圍繞以下三個內容來開展工作：（1）研究同步、極化、群同步等群體行為與合作-競爭耦合網路結構平衡性之間的定量關係；（2）針對個體狀態演化動力學的不確定性提供一套基於自適應估計的極化策略，並套用於包圍控制問題；（3）針對耦合網路的不確定性建立動態隨機符號耦合網路上的群體狀態演化模型，分析其同步、極化、群同步的幾乎處處收斂性，給出基於網路結構平衡性的相變臨界條件。
結題摘要
多個體系統協調控制是控制科學和工程領域中的一個重要研究方向，在能源系統、經濟系統、感測器網路、交通系統、信息物理系統等領域具有重要的套用價值。本項目圍繞合作-競爭多個體系統的極化控制展開了系統、深入的研究，取得了一系列重要研究結果，並在IEEE Trans. Automatic Control、IEEE Trans. Neural Networks and Learning Systems、IEEE Trans. Systems, Man, and Cybernetics: Systems、International Journal of Robust and Nonlinear Control、Journal of the Franklin Institute、Neurocomputing等高水平期刊上發表SCI論文27篇。主要研究內容包括：① 多個體系統的自適應極化控制。項目組對高階多個體系統分別採用投影方法、滑動模方法、線性參數化方法等設計了自適應估計算法，提出了變增益的動態輸出反饋控制策略，分析了閉環系統的穩定性和參數估計誤差的收斂性。② 噪聲通信環境下的多個體系統極化控制。項目組對具有一般線性系統動力學的多個體系統提出了一個分散式動態輸出反饋控制設計方法，既充分利用了個體的相對測量信息進行控制設計，又有效抑制了通信噪聲對一致性的影響。③ 基於反應-擴散方程的合作-競爭多層神經網路上的極化控制。項目組考慮了一類節點動力學含有狀態耦合、空間擴散耦合和耦合延時的多層神經網路，提出了基於邊的分散式自適應權重調整策略來保證神經網路上反同步的出現。④ 合作-競爭多個體系統的輸出調節設計。項目組建立了合作-競爭輸出調節問題的數學建模，並採用分散式觀測器方法對外部系統的狀態、輸出矩陣、系統矩陣以及內模進行了分散式估計算法設計，採用p-複製內模方法設計了基於降階觀測器的極化控制。在國家自然科學基金的資助下，項目組對合作-競爭多個體系統在未知干擾、通信噪聲、輸出調節、神經網路等問題上提出了有效的控制設計和系統分析方法，相關研究結果在合作多個體系統協調控制基礎上完善了多個體系統協調控制的研究架構。
