复杂网络模型及稳定性分析

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqcd1996
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
早在1736年,Euler就开始关注一种名为“图”的数学对象,它实际上就是网络的前身.到了20世纪50年代末和60年代之间,Erdos和Renyi创立了正式的随机图论.而1998年Watts和Strogatz发表的“小世界网络的群体动力行为”和1999年Barabasi和Albert发表“随机网络中标度的涌现”则标志着复杂网络研究新纪元的诞生.迄今为止,人们已经研究了一些复杂网络的方面的课题,如:复杂网络的疾病传播、复杂网络的动力学同步、复杂网络的控制、复杂网络的结构识别、复杂网络的鲁棒性等.本文首先综述了目前主要的复杂网络模型以及涉及到基本概念,同时也介绍了小世界网络的群体动力学与控制的研究进展,文中重点分析了具有时滞的加权小世界网络的稳定性.很多神经网络都具有小世界连接.我们可以使用动力学方程来描述一个加权连接的小世界神经网络模型,并且在网络中考虑时滞的影响.利用动力学系统方法和统计学知识来研究这类网络的稳定性问题,分析这样的小世界神经网络是否比全连接网络更容易稳定,并且进行误差情况分析.为此,我们考虑一个具有时滞的n个神经元环形网络,如下:x(t)=-Ax(t)+B厂(x(t-τ)),(1)其中A=kI为正对角矩阵,k>0,I为n维常向量;x(t)=[x1(t),x2(t)….,xn(t)]T为神经元状态向量;f(u)=tan h(u)为神经元激活函数;为连接强度矩阵,b_ij定义如下:若神经元i,j(j≠i)之间有连接,则在连接中存在一个均匀随机分布bij=bij,0<bij=bij<1,否则bij=bij=0,另外bi,j-1≠0. bi,j+1≠0.且bij=0,(?)j≠i-1,i+1.角标i从1到n,有bn,n+1=bn1=b01, x0=xn,xn+1=x1.令自反馈连接强度bij=β=0,i=1,2….,n;时滞量τ是非负的.方程(1)满足初值条件xi(t)=φi(t),t∈[-τ,0],i=1,2,…,n.满足边界条件0≤fj(xj)≤εxj.这是一个典型的规则环形网络.矩阵B中,若b_ij=0,即原网络这两个节点之间无连接,我们利用Nw模型的方法,以概率p和一个服从均匀随机分布的连接强度b(0<b<1)随机的增加新的连接,我们将这一新的随机网络记为(2).那么,我们很容易得到如下结论:(1)(?)n≥3,(?)一个临界值若0≤p≤p~*,那么从数学期望的角度来说小世界神经网络(2)关于平衡状态渐进稳定;(2)(?)p∈(0,1],(?)一个临界值若0≤n≤n*,那么从数学期望的角度来说小世界神经网络(2)关于平衡状态渐进稳定.从方差的角度进行误差分析,我们可以得到结论,在[0,1]内随着p的增大误差D(XY)随之增大,而随着n的增大误差也随之越来越大,所以当我们给出的神经元个数n和概率p值相对小的时候,上述结论就更准确些.随后我们分析了一种特殊情况,即连接强度b=1时的稳定性情形.这些工作为进一步进行复杂网络动力学性质的研究与应用打下一定的基础,今后的研究工作会继续致力于复杂网络的牵制控制,网络结构预测等方面的研究.
其他文献
<正>苏教版数学三年级(下册)"认识小数"一课是传统课,许多老师都做过研究。吴希老师以"数学史"和"知识"一暗一明两条线入手,进行设计并实施课堂教学,收到了较好的效果,得到了
化学是高中生众多必修课程之一,学好化学不仅是学生获得优异成绩的保障。同时,化学在我们的生活中也发挥着重要的作用。在高中化学的教学中老师和学生都感到一定的压力,很多
慢性腰肌劳损是腰部肌肉的慢性损伤,以腰部钝痛、劳累后疼痛加剧为主症;体虚过劳、复感外邪导致肝脾肾三脏亏虚、络脉痹阻是慢性腰肌劳损发生的基本病因病机。其治疗宜以养血
目的调查社区老年痴呆的流行病学特征和可行性的预防对策。方法调取我院辖区范围内老年人的一般资料,利用改良长谷川智能量表测定其智能情况,总结老年人群中痴呆症的流行病学
以就业为导向的高等职业教育对课程建设提出了新的要求。工作过程导向的课程开发以市场需求为逻辑起点,以职业岗位群职责、任务、工作流程分析为依据,进行内容选择与重构;以
说服是谈判中化解分歧消除疑虑的重要手段,谈判者在谈判中始终坚持互利、互信等原则,并注重多种说服技巧和手段的应用,结合其他谈判手段就会达到预期目标
<正>阅读教学提问条理性是一个老问题,老调本来无需重弹,可问题在于,老问题又遇上了一些新情况,比如提问凌乱、无序、随意等现象并不鲜见;部分教师在享受不同阅读教学取向研
大学生科技创新项目立项评审具有更多的信息不对称性、"道德风险"的易发性和评价数据处理方法的简单性,这些特性很容易造成评选结果的不公平。从评审专家意见集中度、评审专
<正>对《尊严》(人教版四年级下册)一课教学,可以尝试以言语运用和实践,为学生架起感悟课文如何描写哈默由自尊到尊重的桥梁,突破教学难点。板块一:品味表达,内化文本语言,感
重症医学科(Intensive Care Unit,ICU)收治危重患者,治疗费用高,病死率高,容易产生医疗纠纷。本文从不同方面分析ICU产生医疗纠纷原因,并探讨如何有效防范医疗纠纷发生,为构