《複雜異質智慧型網路的同步行為分析與可控性研究》是依託北京航空航天大學，由王磊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜異質智慧型網路的同步行為分析與可控性研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：王磊
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
複雜網路的同步研究和多智慧型體系統的一致性控制分屬自然科學和技術科學領域的研究熱點問題。考慮到這兩方面研究在數學描述下有共通和可借鑑之處，本項目擬在複雜智慧型網路的框架下統一地開展複雜網路的同步和多智慧型體系統的一致性控制研究，重點研究具有異質非線性動力學特性個體的複雜智慧型網路集體行為分析與控制問題，研究內容包括：（1）非線性異質網路系統的可一致性研究；（2）一類非線性異質網路的有界同步研究；（3）典型異質網路系統的局部可控性研究。藉此研究內容揭示出網路集體湧現的同步行為與智慧型體個體的異質性、動態非線性、通信中的間斷、不連續和隨機連線丟失、噪聲等間的內在關係，並為典型智慧型網路系統提供局部可控分析的理論框架。此課題不僅能豐富網路化協同控制相關理論，促進相關技術交叉研究，也為複雜系統設計提供理論和方法，具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
複雜網路的同步研究和多智慧型體系統的一致性控制分屬自然科學和技術領域的研究熱點問題。考慮到這兩方面研究在數學描述下有共通和可借鑑之處，本項目在複雜智慧型網路的框架下統一地開展複雜網路的同步和多智慧型體系統的一致性控制研究，主要研究進展包括： （1）給出了複雜異質耦合網路同步態的數學刻畫，為複雜異質耦合網路的可一致性判別提供了必要條件。 （2）提出了一種將複雜異質網路的同步問題分解為兩個降維子網路的集體行為分析的分解方法，為分析複雜異質網路的可一致性問題提供了切實可行的分析方法。 （3）建立了一套分析具有切換拓撲的複雜異質網路實現局部有界同步和全局有界同步的理論方法，給出了保守性較小的最終同步邊界估計，為分析真實網路系統的集體行為提供了分析手段。 （4）分別討論了通信時延、輸入飽和及外部擾動等對複雜智慧型網路一致性分散式控制協定的影響，建立了保守性較小的判定條件，為實現一致性集體行為提供重要的分散式協定設計依據。 （5）利用Lyapunov穩定性理論給出了一般複雜智慧型網路同步的判定準則，並藉助半定規劃類軟體求解獲得網路的高階多項式Lyapunov函式，得到保守性弱、適用範圍廣的同步判據。 （6）針對線性定常系統描述的複雜智慧型網路，提出了一種基於路徑可達的結構可控性方法以克服現有方法判斷大規模網路可控性時具有較大的計算複雜度問題，為研究大規模網路的可控性問題提供重要的技術手段。 （7）以城市公交網路為例，採用了分散式設計思想依次研究了交通信號燈占空比設計、共享腳踏車的最佳化選址兩個問題，為理論成果的實際套用提供了潛在的技術支持。 作為第一作者（含通信作者）共發表期刊論文19篇，包括Autoamtica（2篇）、SIAM Journal of Control and Optimization（1篇）、IEEE Transactions會刊（4篇），一篇論文入選ESI高被引論文；分別在ISA Transactions和Journal of The Franklin Institute擔任客座編輯；申請發明專利4項，其中2項已授權。此課題不僅能豐富網路化協同控制相關理論，促進相關技術交叉研究，也為複雜系統設計提供理論和方法，具有重要的理論意義和套用價值。
