噪声下相互依存网络的自适应异质同步与控制

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随着复杂网络的小世界特征和无标度特性的发现,复杂网络在过去的二十年间获得了蓬勃发展。同步作为生活中常见的一种非线性现象,已经成为了复杂网络动力学的一个重要研究方向。然而,以往的研究大多数着眼于单个复杂网络,对网络的网络,尤其相互依存网络的研究还处于初级阶段。而且,噪声的存在,又会增加网络同步控制难度。因此,本文研究了噪声下的相互依存网络的同步控制问题,主要研究内容和创新点有以下两个。(1)针对具有噪声的相互依存复杂动力网络,研究了它的局部自适应H_∞异质同步问题。该网络由两个具有“一对一”相互依赖关系的子网构成,子网内部耦合和子网间的耦合均含有未知但有界的非线性函数。基于李雅普诺夫稳定性理论、线性矩阵不等式(LMI)技术和自适应以及H_∞控制方法,提出了使得相互依存网络在外部噪声的干扰下,两个子网各自达到一致的充分条件。这些条件不仅可以保证受扰动的网络获得鲁棒渐近同步而且可以让网络达到一个给定的鲁棒H_∞水平。(2)当上述网络中的噪声为随机扰动时,基于伊藤公式、随机李雅普诺夫稳定性理论、自适应控制以及LMI技术,分析、探讨了这种网络的均方渐近异质同步问题。通过设置合适的自适应控制器,提出了在随机扰动作用下,使得两个子网异质均方渐近同步到各自孤立节点系统的充分条件。这些条件简单易行。最后的数值模拟验证了以上提出的理论的有效性和可行性。
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