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复杂网络是具有复杂拓扑结构和动力行为的大规模网络,它是由大量节点通过边的相互连接而构成的图。由于现实生活中存在大量的复杂网络,对复杂网络行为的研究已成为当前研究的热点。网络节点之间的同步化运动是复杂动力网络的一个重要性质,所以复杂混沌动力网络的控制与同步是目前非线性科学研究中的一个前沿课题,在信息科学、医学、生物、工程等领域具有很大的应用潜力及发展前景。
本文主要以最近邻耦合网络模型和NW 小世界网络模型为研究对象,通过线性反馈控制、单变量替换互耦合同步和驱动耦合同步方法,数值模拟复杂动力网络的控制与同步,并对得到的图像进行分析,进一步分析数值模拟结果。全文可分为如下四个部分:
第一部分简要介绍混沌控制与同步的一些具体方法,以及混沌控制与同步的发展过程和研究进展。然后,概述复杂网络模型,介绍复杂动力网络控制与同步的研究进展。
第二部分研究了复杂动力网络的单变量负反馈控制。对变量进行负反馈操作,模拟并讨论了随机化加边概率与最小反馈系数对控制效果的影响。
第三部分基于PC 方法与SC 方法,提出单变量替换互耦合混沌同步。以Lorenz系统为例,数值模拟两个混沌系统的同步,并将此方法应用于复杂动力网络,研究了复杂动力网络同步,对同步状态施加微扰,验证同步的鲁棒性。
第四部分将Lorenz 混沌吸引子置于复杂网络,研究了耦合驱动下复杂动力系统的同步,数值模拟结果显示当连接概率达到一定值时,NW 小世界网络可以达到同步。对线性项耦合驱动复杂动力网络同步进行稳定性分析。