《多網路耦合系統的魯棒牽制同步控制方法研究》是依託東北大學，由任濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多網路耦合系統的魯棒牽制同步控制方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：任濤
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
當前關於複雜網路的研究主要集中在對單個網路的動力學行為進行分析，然而，實際上，我們處於多個不同網路相互耦合的世界中，單個網路無法真實全面地反映客觀世界，因此，針對多網路耦合系統的研究正逐漸引起人們的關注。從網路同步的角度來講，多個相互耦合網路的同步現象十分常見，對其同步控制的研究更是具有理論意義和實際套用價值。本項目擬針對多網路耦合系統（同一網路由相同節點構成，不同網路之間的節點不同，並且考慮現實中節點間連線的有向性以及節點之間的競爭、合作關係）建立數學模型，並設計魯棒（牽制）同步控制策略確保多網路耦合連線出現測量誤差，受到擾動或出現故障時仍能實現各網路內部的同步，並給出牽制節點的選取規則，建立多網路仿真實驗平台，為多網路同步控制的實際套用做前期準備。本項目擬開展的研究工作，完全從多網路耦合系統實際套用中存在的問題出發，為多網路魯棒同步控制的套用做出有益的嘗試和探索。
結題摘要
當前關於複雜網路的研究主要對單個網路的動力學行為進行分析，實際上，我們處於多個不同網路相互耦合的世界中，因此，本項目針對多網路耦合系統的同步問題展開研究，並得到了如下結論： 1針對網路間耦合信息測量不準確的情況，設計牽制控制器，給出了網路同步的充分條件，並給出了牽制節點選擇策略；進一步，考慮具有節點內部耦合時滯、外部耦合時滯的和耦合強度不確定的情況，設計了自適應反饋控制器實現多網路耦合系統的同步。 2針對不可恢復的網間耦合故障，首先考慮網間耦合的乘性故障，給出了網路同步的充分條件，並且通過圓盤定理，給出了牽制節點選擇策略。仿真實驗說明隨著牽制節點個數的增加，反饋增益逐漸減小；其次，針對網間耦合的加性故障，得到多網路同步的充分條件，並給出了牽制節點選擇策略；最後，從切換的角度考慮網間耦合失效的問題，將耦合失效表示為網路拓撲的切換問題，給出了各網路內部節點同步的充分條件。 3針對具有可恢復故障的多網路耦合系統，首先採用伯努利變數來描述連線失效和連線恢復的轉換，給出了多網路同步的充分條件。進一步，在上述問題基礎上，考慮節點信息傳輸的時滯和隨機擾動，設計同步控制器。最後，同時考慮不同網路間的外部耦合節點發生永久性故障和可恢復性故障的情況，施加牽制控制實現了各網路的內部同步。 4在上述牽制節點選擇原則基礎上，進一步提出一種新的牽制節點選擇策略。仿真實驗分別以度中心性、介數中心性、接近中心性和特徵向量中心性作為指標選取牽制節點，發現節點的度中心性對網路同步的影響更大，且可以縮短網路同步時間。 5 選擇ARM開發平台開發混沌保密通信模組，實現了語音，文本和視頻的保密通信。並基於該保密通信模組，搭建由多個保密通信模組構成的保密通信網路（可以通過網內同步實現子網路內部通信模組的加解密），為多網路同步控制的套用做前期準備。 本項目完成了預期研究目標，將單一複雜網路的同步控制擴展到多網路耦合系統的同步控制中，研究成果可套用於保密通信系統，電力系統，多智慧型體系統，軍事作戰系統等領域。
