复杂网络系统的一致性分析与不连续控制器设计

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复杂网络同步理论和多智能体系统一致性理论由于在物理,生物,工程等领域的广泛应用引起了许多研究者的兴趣.多智能体系统可以看成是一种特殊的复杂网络系统.在耦合作用下,复杂网络可以表现出一些有趣的群集行为.其中,一致性和同步是两种很重要的现象.在本文中,首先对有限时间一致性协议与非有限时间一致性协议之间的本质区别进行了讨论,其次,研究了通过不连续控制器使得两个复杂网络达到有限时间广义外同步问题.主要工作如下:   第一,从协议中非线性函数(φ)的阶β这一新的角度讨论了多智能体系统的有限时间一致性协议.在具有细节平衡的拓扑结构的多智能体系统中分析一致性协议发现,阶β值的大小决定了协议是否具有有限时间一致性.当β>0时,协议能保证系统的一致性.特别的,当β<1时,协议能保证系统在有限时间内达到一致性.另外,对“领导-跟随”模型也作了相应的讨论.根据所得结论,构造了几个具体的一致性协议进行数值模拟,并对它们的一致性速度进行了比较.   第二,设计了含有符号函数的不连续控制器,使得两个非恒同网络(网络节点动力学与网络拓扑结构均不相同)在有限时间内达到广义外同步.根据Filippov包含,Lie导数,有限时间稳定性理论,得出了两个网络达到广义外同步的充分条件.另外,在两个网络结构相同或网路节点具有相同的动力学情况下得到了相应的简化的不连续控制器.相关的数值仿真验证了所得结论的有效性.
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