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复杂网络作为数学模型可以用来描述自然界和人类社会中存在的大量复杂系统,是研究复杂系统拓扑结构和动力学性质的有力工具。同步是一种广泛存在的自然现象,是科学技术中一个重要的基本概念。近年来,随着复杂网络相关理论的发展和完善,网络同步问题的研究已经渗透到数理学科、社会学科和生命学科等众多不同领域,对复杂网络整体动力学行为的科学理解和应用已经成为当今科学研究中一个备受关注的课题。
本文主要研究复杂动力系统在脉冲耦合下的同步问题。首先,介绍了复杂网络、同步、脉冲和时滞等基本概念、相关理论和发展现状。其次,基于脉冲控制理论,建立一个具有脉冲耦合的复杂动力网络的新模型,模型中每一个节点的状态不仅与其他节点的状态有关,而且与其他节点状态的改变量有关。分别研究了新模型在无时滞和有时滞下的同步问题,并利用图论、矩阵分析、微分方程、脉冲控制等相关理论,分别给出了两种情况下模型达到同步所需要的条件。然后,利用计算机进行数值模拟,验证了结论的准确性。最后,对本文的工作进行了归纳总结,并对复杂网络同步的问题的进一步研究做了简单介绍和展望。