连接图稳定性方法及其应用

运用连接图稳定性方法分析单向耦合结构与双向耦合结构的环状网络,在断开一条边从环状变为链状时同步能力的变化.从双向环状耦合结构到链状结构同步能力是减弱的,在N很大时同步能力约为原来的1/3.数值仿真定性地验证了上述结论.还发现该方法对于单向耦合结构网络有一定的局限性.     

复杂动力网络结构的同步稳定性研究

分析了复杂动力网络的同步稳定性与其拓扑结构的关系,讨论了最近邻耦合网络、小世界网络和随机网络三种不同拓扑结构网络模型的同步稳定性,数值计算了对给定动力学方程的三种网络模型的最大横截李雅普诺夫指数,其结论与耦合结构矩阵的特征值分析相一致.     

复杂动力学网络上的聚类同步研究

文章主要研究节点非恒同的适应性复杂动力学网络，通过局部控制和耦合强度的适应性策略实现聚类同步．运用李雅普诺夫稳定性理论，得到了网络中聚类同步流形全局稳定的充分条件，并进一步说明了网络的内耦合矩阵、拓扑结构以及耦合强度对聚类同步的影响．最后，数值模拟验证了理论结果的有效性．     

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.     

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.     

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。     

连接密度对于均匀网络上耦合映象同步方式和同步时间的影响

通过修改随机网络的连接概率,研究了网络的连接密度对于均匀网络上的同步方式和同步时间的影响,发现稠密的网络上同步时间与耦合强度关系是单调的.进一步揭示了连接密度产生这种影响的机制,即在稠密的网络上,弱耦合Logistic映象具有与强耦合Logistic映象相同的同步方式,于是随着耦合强度的变化,不出现两种同步方式的转变以及相应的同步慢化.     

基于分层同步的脑结构和功能网络关系研究

脑通过结构分割和功能整合达到局部专注又整体协作的工作模式,因此了解脑结构网络和功能网络之间的关系对深入理解脑活动具有重要意义.将耦合神经元群模型作为脑结构网络中的节点,其协同动力学可以重现脑神经活动的主要特征.基于模型分层同步的时间序列,构造脑功能网络并通过对比脑结构与功能网络的拓扑研究二者的关系.在猫和猿猴脑结构网络上进行的分层同步实验表明,脑结构和功能网络具有相似的连接模式,分层同步活动与结构网络的层次结构具有一致性,并基于结构网络中节点之间的相似性对二者的一致性进行了定量研究.数值试验的结果支持了脑结构网络的分层结构是脑功能分割和整合的基础,并且脑功能的整合和分割是通过神经元集群的协同活动实现的.     

具有时变时滞耦合的两个不同复杂网络的自适应同步

针对两个不同的时变时滞耦合复杂网络,提出一个新的网络同步模型.该模型中的两个网络在节点数目、拓扑结构、内部耦合、耦合时滞及节点动态均可不相同.基于LaSalle不变原理,设计自适应控制器使得两个网络获得同步.进一步研究了具有未知拓扑结构的两个复杂网络的自适应同步问题.数值结果表明了本文方法的有效性.     

HR神经元网络抗脉冲干扰特性的研究

采用数值仿真的方法,研究了电突触耦合对Hindmarsh-Rose(HR)神经元网络抗脉冲干扰特性的影响.结果表明:规则的耦合形式和神经元数目对网络的抗脉冲干扰特性影响较小;神经元间电突触耦合强度的分布对网络的抗脉冲干扰特性影响较大.在全局耦合结构下,当突触耦合强的度分布满足一定条件时,网络中的神经元仍能同步放电且保持稳定的放电频率,呈现出较好的抵御脉冲干扰能力.     

时空混沌的相互耦合同步

给出利用相互耦合来实现混沌同步的一种方法,计算最大Liapunov指数谱,讨论并给出耦合系数合同步时间之间的关系。     

Lü系统的线性混合双(单)向耦合混沌同步

针对双(单)向耦合的两个混沌系统的同步问题,提出了一种线性混合双(单)向耦合的混沌系统同步方法.基于矩阵论和Lvapunov稳定性理论,根据同步模型的误差动力学系统给出了同步条件.针对Lü系统,通过选择适当的耦合参数,使得误差系统全局渐进稳定,即使得驱动系统和响应系统的状态达到同步.结果表明,在参数范围内可以保证系统的同步.理论分析和仿真结果都表明了该方法的可行性和有效性.     

带有不同阶数的异结构复杂网络的同步

针对带有不同阶数的异结构复杂网络,先通过降价法,把不同阶数的异结构复杂网络的混沌同步问题转换为相同阶数的异结构复杂网络的混沌同步问题,然后,基于Lyapunov稳定性理论,构造了使得复杂网络的节点达到同步的耦合函数.数值仿真结果表明,理论分析是可行的、有效的.     

带摩擦的Rikitake双盘发电机模型的混沌与同步

利用非线性动力学理论讨论了带摩擦的Rikitake双盘发电机模型的混沌特性.通过数值计算得到该模型的定态解,并分析了该定态解的稳定性.利用数值仿真,得到在一定参数和初始状态下的吸引子和分岔图.为了实现该系统的混沌同步,选用耦合同步法,并选择了合适的耦合参数进行数值计算和计算机仿真.结果表明,该系统快速地达到了混沌同步.     

基于复杂网络的多级混沌保密通信系统的研究

基于Lyapunov稳定性理论,研究了全局耦合网络的渐近同步,提出了一种全局混沌同步方案,并将其应用于保密通信.提出了一种复杂网络中多个节点之间进行多次加密的保密通信方法,在发送端,有用信号首先与混沌信号进行合成,然后将合成的混沌信号作用于另一个节点进行2次加密;在接收端,发送系统与接收系统同步以后,信道中传输的信号经2级解调后恢复出原有用信号.最后以Lorenz系统为节点进行数值仿真,验证了结论的可靠性.     

复杂网络的混沌同步及一种新的保密通信系统

基于Lyapunov稳定性理论,研究了全局耦合网络的渐近同步,提出了一种全局混沌同步方案,并将其应用于保密通信.提出了一种新的混沌保密通信系统的实现方法,首先,在发送端将响应系统的信号与需要传输的有用信号进行合成加密,然后,将合成的混沌信号作用于发射系统进行二次加密;在接收端,信道传输的信号经过与发送端相同的混沌系统二级解调后恢复出原有用信号.以Liu系统为节点进行数值仿真,验证了结论的可靠性.     

Genesio-Tesi系统的耦合混沌同步

基于Lyapunov稳定性理论和Gerschgorin理论,针对物理学中的Genesio-Tesi系统提出一种系统的全局混沌同步准则.通过选取适当的耦合参数,使误差系统全局渐近稳定,并用数学软件Mathematic给出数值模拟.通过理论分析和数值仿真表明该方法可以较快地实现混沌同步,并证明了选取适当的耦合参数可以实现该系统的混沌同步.     

网络系统的线性耦合混沌同步

为提高通讯系统的安全性,应用线性耦合同步法对一个由超混沌神经元构成的网络系统的混沌同步问题进行了研究。基于非线性动力学理论,以三维空间中的吸引子、全局分岔图和Lyapunov指数谱表征了该神经元丰富的动力学行为。利用线性耦合同步方法实现了该网络系统的混沌同步,数值计算得到了该系统达到同步时耦合强度参数的取值范围。所得结果为混沌保密通信的应用提供基础数据。     

一种新的多级混沌同步保密通信系统的研究

以Lyapunov稳定性理论为基础,研究了一种三个耦合的恒等系统的全局同步的方法.通过选取适当的耦合参数,使得三个耦合的混沌系统达到同步.基于混沌遮掩的方法,把这种同步方案应用到保密通信.利用三个耦合的恒等系统,提出了一种二次加密方法,在前两个耦合的系统中加密后,利用后两个耦合系统再一次加密.通过加入随机白噪声干扰,对多级混沌保密通信系统进行噪声干扰分析和计算,并用小波分析理论对加噪信号进行处理.仿真结果表明,含有噪声的有用信号经小波理论处理后,可以很快无失真地恢复过来.