带有非线性耦合节点和时滞的复杂网络的指数同步研究

在耦合矩阵不对称并且假设耦合指数已知的条件下,利用 Lyapunov Krasovskii稳定理论设计了一个非线性反馈控制器,使得复杂网络达到全局指数同步。通过数值仿真,证明了该同步定理的可行性和有效性。     

带有时变时滞和非线性耦合的复杂网络同步

在最近几十年里,复杂网络逐渐成为人们研究的热点,它贯穿了科学和工程的大多数领域.另外,人们在讨论复杂网络时都是假设网络是固定不变的,但是事实上现实世界中很多网络都是增长的,同时还带有时滞,且大多数时滞都是随时间变化的.因此该文研究了耦合和节点都带有时变时滞,以及耦合函数为非线性的动态网络模型的同步问题.首先给出该模型,针对这个新模型,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI),论文得到了一些网络同步的充分条件.最后,数值结果表明了方法的有效性.     

具有时延和非时延动态节点的复杂网络同步

为解决具有时延和非时延的动态节点的复杂网络基于自适应反馈的同步问题,采用理论分析和仿真方法,基于Lyapunov稳定性理论和自适应反馈控制理论,设计了线性控制器.研究结果:得到具有时延和非时延的动态节点的复杂网络达到全局指数渐近同步的充分条件,数值仿真验证了方法的有效性.对具有时延和非时延动态节点的复杂网络基于自适应反馈的全局指数渐近同步提供了充足的理论依据,有助于寻求全局指数渐近同步的有效控制途径.     

两个耦合复杂网络的自适应同步

研究了两个具有相同拓扑结构的全同耦合复杂网络之间的同步,它是一个网络内的结点同步的推广.设计具有动态演化强度的简单线性反馈控制器使两耦合网络同步.对著名的罗伦兹系统为动力学结点的两个耦合网络给出了数值模拟结果,证明了所提出的方法的有效性.     

复杂网络混沌系统的非线性观测器同步

针对一类复杂网络混沌系统,基于观测器方法设计了一个非线性观测器。当系统状态的非线性项满足一定条件时,可以使观测器的状态按照目标系统轨道演化,所设计的控制器简单且易于实现。结果表明一定条件下复杂网络混沌系统是非线性观测器混沌同步的。     

节点含时滞的输出耦合复杂网络的自适应脉冲同步

针对节点含时滞的输出耦合动态网络模型,基于Lyapunov稳定性理论和时滞脉冲微分方程理论,设计了复杂网络同步自适应脉冲控制器,给出网络同步的充分条件,保证动态网络渐近同步于任意指定的网络中单独节点的状态,进而实现该网络的同步.理论推导和数值结果均表明该同步方法的有效性及可行性.     

具有非线性耦合复杂网络系统的有限时间混沌同步

考虑一类具有非线性耦合复杂动态网络系统的有限时间混沌同步控制问题, 基于自适应控制方法设计控制器, 使驱动系统与响应系统在有限时间内达到同步, 并得到了误差系统渐近稳定的充分性条件.     

具有不同节点动态和拓扑结构的两个复杂网络之间的同步

基于节点输出线性耦合模型,首先针对节点动态不同的两个复杂网络,利用节点的输出变量(标量)设计结构简单的控制器使得两个网络获得同步,根据Lyapunov稳定性定理,推出相应的同步准则。然后,进一步研究了具有不同节点动态和拓扑结构的两个复杂网络间的同步问题,同样利用节点输出变量设计控制器,进行网络的同步控制。最后通过仿真验证本方法的有效性。     

具有耦合时滞复杂时空切换网络的耗散性同步

建立了一种新的复杂动态网络模型——时空切换网络,其每个节点的动力在不同的时间区间对应于不同的切换模式,切换律不仅依赖于时间t,而且依赖于节点的标号i(或节点的空间位置).基于Lyapunov稳定性理论,研究了具有耦合时滞复杂时空切换网络的耗散性同步问题.     

具有耦合时滞的时变复杂动态网络的函数投影同步

研究了具有时变耦合时滞的时变复杂动态网络的函数投影同步,通过设计合适的反馈控制器获得了复杂动态网络系统实现函数投影同步的法则.通过数值模拟验证了该理论的正确性和有效性。     

耦合chua电路同步稳定性分析

以chua混沌电路作为网络节点,应用Multisim仿真软件分别分析了两个或三个节点耦合时采用不同连接方式对网络同步产生的影响,在此基础上通过实验得到可满足同步条件的参数范围。最后搭建了部分具体电路来验证仿真的合理性。     

近邻耦合网络中流耦合所导致的同步与结点动力学

通过观察最近邻耦合动力学网络的同步及其相应的结点动力学性质,来揭示网络中结点间互相输入流及网络规模对网络同步的影响,从而获得更多的网络同步动力学过程的细节．结果揭示了网络同步的条件,即小规模（结点个数较少）最近邻耦合动力学网络能够在混沌和周期态上实现精确同步,在超混沌向混沌转变的临界态附近实现广义同步．     

2个时滞复杂动态网络的广义同步

针对2个不同节点和不同拓扑结构的时滞复杂动态网络,研究2个网络之间的广义同步问题.基于驱动-响应同步策略,对其中的一个网络施加控制,运用连续系统的Lyapunov稳定性分析方法,得到相应的广义同步判据.以某产品的生产者和该产品的消费者作为2个网络的动态节点,验证方法有效性.结果表明,通过设计满足广义同步判据的控制器,可以实现2个不同网络之间的广义同步.     

复杂网络输出同步

状态同步是复杂网络中一个重要的研究方向.然而,现实系统的状态经常是观测不到的,有时仅一部分状态能达到同步就能满足需要,无需所有的状态同步.因此,提出带有输出的复杂网络的新模型,此模型是原复杂网络模型的扩展,然后根据输出矩阵为奇异和非奇异矩阵的两种情况进行研究,给出了输出达到同步的几个充分条件,研究了状态不同步输出同步的稳定性条件.并举例说明在不满足状态同步的情况下,可实现输出同步.研究结果表明,复杂网络输出同步是非常有意义的.     

离散复杂网络系统的混沌同步

研究了离散复杂网络系统,以及离散复杂网络时滞系统的混沌同步问题,并基于Lyapunov稳定性理论,得到在控制律的适当选取下复杂网络混沌系统是同步的.数值算例说明了该方法的有效性.     

电磁辐射环境下自组织神经元网络拓扑特性及动力学行为

基于FitzHugh-Nagumo神经元模型,构建了电磁辐射环境下突触连接动态变化的自组织神经元网络模型; 采用神经动力学理论和复杂网络方法,研究了不同电磁辐射强度下,自组织神经元网络的连接密度、因果关系、模块化程度、网络效率、同步行为以及兴奋性。发现电磁辐射增强了磁场对神经元的负反馈,减弱了神经元之间的竞争,降低了神经元之间的因果关系; 但对神经元网络的连接密度、模块化程度和网络效率的影响较复杂; 存在最佳辐射强度,使自组织神经元网络的局部效率和全局效率显著升高。同时,电磁辐射增强了自组织神经元网络固有的同步能力,产生更高的神经元同步放电活动。最后,合适的电磁辐射强度可以增强自组织经元网络的兴奋性,而更高的辐射强度降低了神经元网络的兴奋性。结果表明:电磁辐射对自组织神经元网络的形成具有复杂的调控作用,但存在合适的辐射强度,使自组织神经元网络在结构上具有较强的信息传递能力,在动力学上具有较高的同步放电行为。     

一种新的多重权值复杂网络模型的建立与同步控制

考虑复杂网络边上多个权值的情况,建立了一种新的具有多重权值的复杂网络模型.同时根据网络拆分的思想,将含有多重权值的复杂网络拆分为若干个单权值的子网络.根据Lyapunov稳定性理论,研究了多重权复杂网络的全局同步.通过Matlab数值仿真,验证了该结论的有效性.     

具有切换拓扑的动态复杂网络的同步控制

针对一类耦合拓扑集合给定的动态复杂网络模型,研究在网络通过给定耦合拓扑集合中的任一拓扑进行耦合均不能实现同步时,如何通过在给定耦合拓扑集合中拓扑之间的切换来实现网络的同步。通过构建合适的Lyapunov函数给出了网络实现同步所需要满足的条件和相应的耦合拓扑切换规则。与已有的研究结果相比,本文所研究的动态复杂网络的耦合拓扑矩阵具有更为一般的形式,而且无需满足已有研究成果对耦合拓扑矩阵的限制条件(诸如可同时上三角化以及可同时对角化等条件)。数值仿真结果验证了所给结果的有效性和正确性。     

基于复杂网络的混沌同步研究

根据Lyapunov稳定性理论,分别给出了环状网络和全局耦合网络渐近同步和指数同步的充分条件.并对两种不同结构网络的同步性能进行了比较,发现全局耦合网络同步性能更好.最后以Lorenz混沌系统为节点,分别对4个节点的环状网络和全局耦合网络的混沌同步进行了数值仿真,验证了结论的可靠性.     

网络拓扑结构对混沌同步能力的影响

本文考察了链状、环状和全局三种连接方式的双向耦合网络的拓扑结构对Arneodo混沌系统的同步能力的影响.基于线性稳定性理论,通过计算最大条件李雅普洛夫指数,得到了体系处于混沌同步时的耦合强度的最小临界值,发现三种不同拓扑结构的网络中,全局耦合的网络同步时耦合强度比其它两种都小,这表明全局耦合网络同步能力最强,链状网络同步能力最差.最后通过对连接图判据和数值计算结果的比较,验证了数值计算结果的可靠性.