复杂动态网络不稳定平衡点的牵制控制-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学 科、专 业 ： 工 学 控制理论与控制工程 研 究 方 向 ： 复杂系统与网络控制 作 者：2009 级 研究生 雷晓 指导老师：蒋国平 教授 题 目：复杂动态网络不稳定平衡点的牵制控制 英文题目： Unstable Equilibrium Points Stabilization of Complex Dynamical Networks Using Pinning Control 主 题 词：复杂动态网络 牵制控制 不稳定平衡点 输出反馈控制 状态反馈控制 Keywords：Complex dynamical networks Pinning control Unstable Equilibrium Points Output-feedback control State-feedback control 南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 I I 摘要 本文主要研究设计牵制控制器来控制复杂动态网络不稳定平衡点的问题。和以往研究中 广泛使用的控制网络全部节点的全局控制方案相比，采用牵制控制方法在控制器简化的基础 上同样能达到控制网络不稳定平衡点的目标，具有重要的理论意义和应用价值。主要研究内 容如下： 1. 在状态耦合网络模型的环境下，我们利用网络中部分节点的输出变量构造牵制控制 器，达到镇定不稳定平衡点的目的。基于李亚普诺夫理论给出控制器参数设计方法，对全局 耦合网络、最近邻耦合网络、无标度网络和小世界网络进行数值仿真，来证明方法的有效性。 然后在输出反馈牵制控制的基础上，对状态耦合网络和输出耦合网络两种网络在不同网络拓 扑模型下的节点选取数目进行比较和分析。 2. 针对输出耦合复杂动态网络，利用部分节点的状态变量构造牵制控制器，达到镇定不 稳定平衡点的目的。基于李亚普诺夫理论给出控制器参数设计方法，对全局耦合网络、最近 邻耦合网络、无标度网络和小世界网络进行数值仿真，来证明方法的有效性。然后我们在状 态反馈牵制控制的基础上，对输出耦合网络和状态耦合网络在不同网络拓扑模型下的节点选 取数目进行了分析和比较。 3.研究不同网络拓扑模型下的节点选取优化方案，并与两大主流的节点选取方法——按 照度的大小选取和随机选取进行了数值仿真对比，结果表明在当前的仿真环境下本文提出的 节点选取方法具有一定的优势。 关键词：复杂动态网络；牵制控制；不稳定平衡点；输出反馈控制；状态反馈控制 南京邮电大学硕士研究生学位论文Ab 南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract II II Abstract In this dissertation, the stabilization of unstable equilibrium points for a complex dynamical network is addressed by using pinning control method. Compared to the global control scheme widely used in previous studies, pinning control can achieve the same goal with a simple controller, showing important theoretical and application values. The main research work is as follows: First, for the state coupled complex network model, a controller is proposed for stabilizing the unstable equilibrium points of the network by using output signals of partial nodes of the network. The controller parameters are designed based on Lyapunov stabilization theory. Simulations are given for global coupling network, the nearest neighbor coupling network, the scale-free network and the small-world network, showing the effectiveness of the proposed method. Next, based on the output feedback pinni