中立型复杂动态网的自适应同步控制

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目前,具有不同节点动力学方程的中立型耦合项复杂网络系统是控制领域的研究热点,受到越来越多的关注。此类系统不仅包含运动状态,还包含运动状态的微分信息。现实中,中立型复杂动态网络模型被广泛应用于许多领域,已成为复杂性科学中的重要课题。因此,研究中立型复杂动态网的动态行为,如同步控制和稳定性等,具有重要的理论和实际意义。另一方面,网络的拓扑结构往往含有未知参数,而自适应控制是处理系统未知参数的有效方法,如何将自适应控制研究方法应用于含未知参数中立型复杂动态网络的同步问题是一个具有挑战性的问题。  本文在自适应理论和Lyapunov稳定性理论基础上,研究一类具有未知时变导数耦合复杂动态网络同步问题。主要内容概括如下:  第一,针对具有非线性未知时变耦合项和线性导数耦合项的非一致节点复杂动态网络,设计自适应控制策略。利用克罗内克积的性质,重新转化系统方程,消除导数耦合项的影响。通过构造新的Lyapunov-Krasovskii函数,证明系统误差范数意义下的渐近收敛。此外,此方法同样适用导数耦合项未知的复杂网络系统。最后仿真实验结果验证方法的有效性。  第二,进一步研究导数耦合项未知的复杂动态网络系统,一种与状态变化率有关的控制方法和参数自适应策略在文中提出。在此种情况下,本文所提出系统模型达到同步,同时同步误差在一定条件下可以收敛,所有信号有界性得到保证。最后通过例子验证方法的合理性。  第三,研究非一致节点、参数未知且含有非线性导数关联项复杂动态网同步特性。通过分离所含有的未知参数和重新组合同类参数的方法,将非线性导数耦合项中导数耦合部分分离出来,进而提出一种新的自适应控制方法成功处理了未知时变参数问题。设计Lyapunov-Krasovskii复合型函数,利用Barbalat引理,可以得出误差在此条件下渐近收敛,所有相关参数信号有界性得到保证。最后,数值仿真结果显示出控制方案的合理性和实用性。
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