《基於群組結構的多智慧型體系統有限時間分組一致性研究》是依託天津理工大學，由王莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於群組結構的多智慧型體系統有限時間分組一致性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王莉
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有限時間一致控制是多智慧型體系統一致研究中的熱點問題。在實際系統中，一致的實現和特定的網路結構及環境因素有關，多智慧型體系統會出現分組一致的情況。本項目採用非光滑控制理論、耦合網路理論等方法對基於群組結構的多智慧型體系統有限時間分組一致進行深入研究：首先，建立分組耦合多智慧型體系統模型，提出三種新穎的分組耦合關係（合作、合作競爭、動態合併），以這三種耦合關係為研究背景分別設計有限時間分組一致協定；其次，分析組間的耦合方式及組區域網路絡結構對有限時間分組一致性能的影響，分析網路參數的變化對有限時間分組一致性能的影響，發現組內外影響性能的重要連線結構；最後，基於以上分析研究結果，在重要連線結構上施加控制器，研究通過牽制控制實現有限時間分組一致，並給出牽制控制協定與非牽制控制協定的對比研究結果。項目的研究內容豐富了有限時間一致在分組一致方面的理論研究，研究結果對複雜實際系統的運行及決策具有現實意義。
結題摘要
多智慧型體系統有限時間一致性問題是最近複雜系統和複雜網路領域的一個研究熱點。本項目採用理論分析和仿真模擬相結合的方法，分析了群組結構特徵與有限時間一致性的內在關聯關係，設計合理的控制器以提升系統有限時間一致性能力，並討論了不同群組結構的演化對多智慧型體系統有限時間一致的影響。主要創新性的研究結果包括： （1）建立基於合作競爭關係的網路耦合系統模型，設計了相應的有限時間一致性協定，同時進行了多種拓撲結構的仿真驗證； （2）建立基於動態合併關係的網路耦合系統模型，設計相應的有限時間一致性協定，使多個不同群組合併成統一一致的狀態，同時進行了多種拓撲結構的仿真驗證；我們所設計的一致性協定可以明顯提高收斂速度並且具有很好抗攻擊性，同時協定具有更弱的約束條件更有利於實際套用； （3）基於上述兩類系統模型，深入分析研究結構特徵及多種網路結構參數對動力學行為的影響；首先分析了多種組內拓撲結構對系統收斂能力及穩定性的影響；接著分析了組間拓撲結構對系統收斂能力及穩定性的影響，進一步研究了相同拓撲結構不同智慧型體分組對系統動態性能的影響；通過上述分析研究可以主動發現對系統動態性能影響較大的群組拓撲結構及關鍵節點，我們進一步又研究了基於關鍵節點的耦合系統同步性能的研究，基於關鍵節點得到了最簡等效網路，並分析了影響同步性能的四種因素； （4）研究了局域世界網路的結構可控性問題。局域世界是真實複雜網路的重要組成元素，我們以局域世界的可控性作為切入點，分析研究了不同局域世界的網路結構對可控性的影響，並給出了數字仿真加以驗證。 （5）基於結構微調的網路系統抗攻擊能力最佳化研究。提出了基於禁忌搜尋的網路抗攻擊能力最佳化方法，分析了onion-like結構的動態無標度網路脆弱性與同步能力的關聯關係。 項目研究對於深刻認識群組結構的複雜性及其對多智慧型體系統有限時間一致的影響、預防系統結構性故障等具有十分重要的理論意義；並為快速可靠的控制系統設計、現有系統結構最佳化等提供科學的理論依據。
