【摘 要】
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随着近年来计算设备和云计算技术的飞速发展,网络化系统规模与日俱增,网络化系统的复杂度亦今非昔比。作为一种包含了大量子系统及子系统之间通过耦合相互作用的系统,复杂网络系统已经渗透到了数理科学、社会科学、生命科学和工程科学等众多领域。然而在实际的研究系统中,工作环境或成本等因素的限制使得系统的控制信息、传输信息或系统状态信息不能完全获得。其次,各种非线性因素、外界以及人为干扰的影响是实际工程系统不可避
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随着近年来计算设备和云计算技术的飞速发展,网络化系统规模与日俱增,网络化系统的复杂度亦今非昔比。作为一种包含了大量子系统及子系统之间通过耦合相互作用的系统,复杂网络系统已经渗透到了数理科学、社会科学、生命科学和工程科学等众多领域。然而在实际的研究系统中,工作环境或成本等因素的限制使得系统的控制信息、传输信息或系统状态信息不能完全获得。其次,各种非线性因素、外界以及人为干扰的影响是实际工程系统不可避免的问题,而这些影响因素会造成被控系统出现随机性和非完全信息现象,不仅可能降低控制系统的动态性能,甚至会导致控制系统的失稳。这对实际网络化控制系统的建模精度提出了更为严苛的要求,同时也迫切地需要研究发展与之相对应的稳定性分析、滤波和控制技术以及相关的理论。因此,研究非完全信息下带有马尔科夫跳变复杂网络的同步控制问题具有很重要的实际意义和理论价值。本论文围绕离散时间下复杂网络系统存在马尔科夫跳变、执行器故障、参数不确定性、非线性函数未知、外界人为攻击等情况展开具体研究,通过状态反馈控制方法,设计同步控制器使得复杂网络系统的状态达到同步,继而给出了复杂网络系统在上述情况下达到同步的充分条件。本论文的主要研究工作可以概括如下:1、研究欺骗攻击环境下具有执行器故障的马尔科夫跳变复杂网络同步控制问题。考虑控制信息受到执行器故障和恶意网络攻击的影响,且复杂网络系统存在系统参数跳变和耦合参数跳变的情况,建立了具有随机欺骗攻击和执行器故障的马尔科夫跳变复杂网络系统模型。然后通过分析同步误差系统的稳定性问题,并进一步给出了同步控制器的设计策略,从而解决了马尔科夫跳变复杂网络系统的同步控制问题。最后,通过一个数值仿真例子,证明了所设计同步控制策略的适用性。2、研究混合攻击环境下不确定马尔科夫跳变复杂网络同步控制问题。考虑控制信息受到恶意网络攻击的影响,且复杂网络系统存在系统参数跳变、耦合参数跳变和参数不确定性的情况,建立了具有随机混合攻击的不确定马尔科夫跳变复杂网络系统模型。然后利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式对同步误差系统进行分析,进而推导出使同步误差系统稳定的充分条件,并给出了相对应的控制器设计策略。最后,通过一个数值仿真例子,证明了所设计同步控制策略的有效性。最后,在总结本论文研究内容的基础上,对非完全信息下马尔科夫跳变复杂网络存在的其他问题以及工程应用进行了概述和展望。
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