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专利号: 2024102059681
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有动态耦合和符号图的切换复杂网络二分同步方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、考虑一类由N个节点构成的具有动态耦合和符号图的切换复杂网络,建立系统模型如下,其中, 是节点i的状态变量,

是耦合的状态变量,zi(t)是耦合输出,α>0表示耦合强度, 为非线性奇函数,ui(t)为控制输入;矩阵A(σ(t)),D(σ(t)),Ar,Br和Cr均是已知常实数矩阵;σ(t)为切换信号,是连续时间离散状态的齐次马尔可夫过程,取值于有限状态集R={1,2,...,R};对于描述复杂网络拓扑结构的符号图 邻接矩阵 满足:如果节点j到节点i之间有连边时,aij≠0,i≠j;而aii=0,i=1,2,...,N;而且aij>0,aij<0分别表示节点j和节点i之间是合作、竞争关系,符号图 的拉普拉斯矩阵表示为 其中给定目标节点的动力学模型如下公式(2)所示,其中, 是目标节点的状态变量,z0(t)是输出;

步骤2、设计切换复杂网络的控制器,控制器模型由如下公式(3)表示,ui(t)=Ki(σ(t))(xi(t)‑six0(t))    (3)其中,Ki(σ(t))是待设计的控制器增益,且当i属于第1个二分非空节点子集时,si=1,否则si=‑1;

令 有 定

义 有 则具有控制器(3)的切换复杂网络(1)表示为,

步骤3、构建切换复杂网络(1)与目标节点(2)之间的误差系统令 则误差系统为

定义

T T T T

G(δ(t))=[g(δ1(t)) g(δ2(t))...g(δN(t))],K(σ(t))=diag{K1(σ(t)),K2(σ(t)),…,KN(σ(t))},则误差系统(5)表示为如下克罗内克积形式,步骤4、建立具有动态耦合和符号图的切换复杂网络(1)的二分同步条件,得到控制器增益Kip,在误差系统(5)均方渐近稳定意义下实现切换复杂网络(1)的二分同步;

如果存在矩阵P1p>0,P2p>0,…,PNp>0,Q>0,X1p,X2p,…XNp,p∈R,标量μ>0,使如下不等式成立:其中,

Xp=diag{X1p,X2p,…,XNp},得到控制器增益Kip为,

R是有限状态集,R={1,2,…,R};ρ是利普席茨常数,ρ>0;

那么在误差系统(5)均方渐近稳定意义下实现切换复杂网络(1)的二分同步。

2.根据权利要求1所述的一种具有动态耦合和符号图的切换复杂网络二分同步方法,其特征在于:步骤1中,所述的 为非线性奇函数,是指非线性函数f(.)满足利普席茨条件,存在一个常数ρ>0,使得‖f(η1)‑f(η2)‖≤ρ‖η1‑η2‖,

3.根据权利要求1所述的一种具有动态耦合和符号图的切换复杂网络二分同步方法,其特征在于:步骤1中,所述的σ(t)为切换信号,是连续时间离散状态的齐次马尔可夫过程,取值于有限状态集R={1,2,…,R},其中切换信号σ(t)的转移概率矩阵为Π=[πpq]R×R,从切换模态p到切换模态q的转移概率如下所示,其中,函数o(h)是关于逗留时间h的高阶无穷小,满足 h>0为逗留时间, πpq≥0,p≠q,

4.根据权利要求1所述的一种具有动态耦合和符号图的切换复杂网络二分同步方法,其特征在于:步骤1中,所述的对于描述复杂网络拓扑结构的符号图 是指符号图 结构平衡,具有二分非空节点子集 和 且满足:当节点i和节点j属于相同子集,则aij≥0;否则aij≤0。