复杂网络的输出反馈同步控制

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近年来,对于复杂系统的研究与讨论一直是国内外学者关注的重点问题之一。为了便于进一步的研究与讨论,人们通常将复杂系统抽象概括成由多个相互作用的个体组成的复杂网络。因此,作为一种研究复杂系统的重要工具和方法的复杂网络,开始进入人们的视线,并逐渐形成一股研究大潮。同步是存在复杂网络中的一种普遍现象,随着其在保密通讯,电子电路、生物系统等领域的广泛应用,对于复杂网络同步问题的研究已然成为21世纪热点研究问题之一。但在大量的工程实际问题中,网络的状态往往是不可测的,即使网络的状态可以通过测量获得,所需的控制成本也是非常高的,而且网络的可靠性也很难得以保证。所以对于输出反馈控制策略的研究势在必行。本文主要针对复杂网络的输出反馈同步控制问题展开深入研究,具体内容概括如下:一、研究了一类带有非线性不确定性和输出耦合的复杂网络的输出反馈同步问题。利用静态输出反馈控制和自适应控制策略,并依据Lyapunov稳定性理论,得到了同步误差系统可以在有限时间内收敛的两个充分性判据。最后给出的仿真结果证明了控制方法的有效性。二、研究了复杂网络输出反馈量化同步控制问题。利用状态观测器获得系统不可测状态的估计,设计输出反馈控制器。采用对数量化器对控制输入信号进行量化,并采用范数有界不确定性的方法处理控制量化问题。应用线性矩阵不等式技术,得到了观测器增益矩阵以及控制器增益矩阵。根据Lyapunov稳定性理论,证明了观测误差动态系统以及同步误差动态系统的渐近稳定性。三、研究了具有执行器故障的复杂网络的容错同步控制问题。考虑了失效、偏差以及两种故障同时存在的三种执行器故障情况。利用线性矩阵不等式技术,给出了动态输出反馈控制器的设计方法。依据Lyapunov稳定性理论,得到了在执行器不发生故障时,同步误差系统渐近收敛;在执行器发生故障时,同步误差系统范数有界的理论结果。最后,由仿真结果验证了控制方法的可行性和有效性。
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