功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)的同步分析與控制.pdf

1、從實際背景出發(fā)，將系統(tǒng)個體抽象為節(jié)點，個體間的耦合作用抽象為邊，各種復(fù)雜耦合動力學(xué)系統(tǒng)都可用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刻畫；進(jìn)而在網(wǎng)絡(luò)體系框架下研究其上的動力學(xué)行為演化過程。這種基于網(wǎng)絡(luò)的研究方法在過去十年中受到了國內(nèi)外眾多領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者的普遍關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)科學(xué)也成為交叉學(xué)科中最為活躍的領(lǐng)域之一。同步作為動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)上典型的集體行為和涌現(xiàn)現(xiàn)象，關(guān)系著眾多具體問題，因而受到了廣泛而深入的研究。研究的重點是探索和理解決定網(wǎng)絡(luò)上同步行為的本質(zhì)因素和原因，進(jìn)而控制同步

2、行為的產(chǎn)生和消失。本文針對通過聲、光、電磁波等媒介進(jìn)行耦合的現(xiàn)實系統(tǒng)提出了兩類功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)模型，分析了其同步實現(xiàn)條件，并在此基礎(chǔ)上通過設(shè)計自適應(yīng)規(guī)則和引入牽制控制策略來控制其同步的實現(xiàn)。文章的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 1.提出了一般功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)，為描述和分析現(xiàn)實世界中通過聲、光、電磁波等媒介進(jìn)行耦合的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供一個合理的模型。該模型以平面上攜帶混沌振子的移動智能體為節(jié)點，節(jié)點間通過發(fā)射和接收一定

3、功率的載波建立耦合連接。在快速拓?fù)淝袚Q條件下，理論分析表明，一般功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)的同步實現(xiàn)由載波發(fā)射功率密度決定，而與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、載波發(fā)射功率分布無關(guān)。數(shù)值仿真驗證了所得理論結(jié)果的正確性。
　　 2.針對眾多工作于斷續(xù)模式的系統(tǒng)中，個體影響能力的間歇特性，提出了閃爍功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)模型。該模型中將節(jié)點描述為攜帶混沌振子的移動智能體，每個智能體以一定的周期和占空比閃爍地發(fā)射載波，節(jié)點間通過接收載波建立耦合連接。理論分析和

4、數(shù)值仿真表明，閃爍相位鎖定可以顯著提高閃爍功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)的同步能力。隨著智能體的閃爍相位從隨機狀態(tài)演變?yōu)殒i定狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的同步功率密度區(qū)域?qū)挠薪鐓^(qū)間退化為無界區(qū)間。此外，通過數(shù)值仿真進(jìn)一步討論了閃爍周期、閃爍占空比等因素對網(wǎng)絡(luò)同步演化的影響。
　　 3.研究了一般切換拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的同步問題。由于切換拓?fù)涞臅r變特性，此類網(wǎng)絡(luò)上的動力學(xué)系統(tǒng)同步研究存在很大困難。之前相關(guān)的工作大都是基于快速拓?fù)淝袚Q條件進(jìn)行的?？紤]到一般拓?fù)淝?/p>

5、換的情形具有更加普遍的意義，本文從切換系統(tǒng)的角度出發(fā)研究了動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)在一般拓?fù)淝袚Q情況下的同步實現(xiàn)問題。通過建立一個公共李雅普諾夫函數(shù)(common Lyapunov functions)，給出了在一般切換拓?fù)淝闆r下網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)局部同步和全局同步的充分條件。該條件表明，切換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯涡√卣髦档钠骄悼梢宰鳛榕袛嗑W(wǎng)絡(luò)能否實現(xiàn)同步的一個指標(biāo)。
　　 4.研究了功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)的同步控制問題。針對一般功率驅(qū)動移動智能體網(wǎng)絡(luò)，利用節(jié)點