複雜多自主體網路的多協調性與控制

《複雜多自主體網路的多協調性與控制》是依託華中科技大學，由王燕舞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：複雜多自主體網路的多協調性與控制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王燕舞
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

自然界中生物群體的協調性往往並不單一而具有多樣性。與單一的協調性相比，多協調性的群集動力學更加豐富和複雜，在多目標多任務下的群集協調控制中更有套用價值。本項目擬以生物多自主體為背景，基於生物群體多協調性的產生機制、演化過程和表現形態，研究網路拓撲參數及網路誘導因素影響下複雜多自主體網路的多協調性，建立網路初值及拓撲參數與多一致性間的對應關係，以網路誘導時滯為參數分析多一致性的邊界條件，分析邊界的分叉情況；研究節點複雜行為和網路共同作用下的多協調性，分析節點動力學和網路參數對產生多同步的影響，分析自主體節點具有多吸引性時的多同步現象，建立多同步判別準則；研究多目標編隊控制策略；研究干擾、不確定、通信約束等因素影響下的多協調性魯棒控制器和量化控制器的設計。本項目拓展了複雜網路群集協調性的多樣性內涵，對解決多功能型複雜多自主體網路的協調控制和多目標決策支持具有重要的理論意義和實用價值。

結題摘要

複雜多自主體網路的協調性往往並不局限於某一種形式而具有多樣性。與單一的協調性相比，多協調性的群集動力學更加豐富和複雜。已有關於複雜多自主體網路單一協調性的研究已取得了豐碩的研究成果，但對多協調性的研究還不夠系統深入。本項目針對網路誘導因素和個體複雜行為影響下複雜多自主體網路的多協調性開展研究，包括多穩定性、多吸引子、多一致性、多同步和多目標編隊。具體的，項目揭示了網路多重複雜連線方式下神經網路多穩定性的產生機理，建立了保守性較弱的多平衡態充分條件；提出了在多維空間上擴展實現多渦卷吸引子及多翅膀吸引子的系統化方法；分析了網路通信時滯、通信不連續性和隨機因素影響下的多一致性，設計了若干分散式控制協定，分別實現了模一致性、二分一致性、任務驅動多一致性等；提出了初值依賴的多同步流形的概念，當節點自身具有多平衡點或多周期解的複雜動態行為時，基於分散式脈衝控制策略分別實現了網路的靜態多同步和動態多同步；建立了量化控制策略實現了有限通信數據率下非線性多自主體網路的同步；提出了分層控制設計框架，為異構複雜多自主體網路協同提供了靈活的控制器設計方案，分別基於間歇通信機制和脈衝控制策略實現了編隊包圍和編隊跟蹤等多目標編隊協同。項目執行期內發表學術論文共42篇，包括期刊論文26篇，會議論文16篇。其中SCI收錄26篇。獲湖北省自然科學獎一等獎1次，湖北省自然科學優秀學術論文二等獎1次。本項目拓展了複雜網路群集協調性的多樣性內涵，對解決多功能型複雜多自主體網路的協調控制和多目標決策支持具有重要的理論意義和實用價值。