输出耦合复杂动态网络的有限时间同步

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同步问题的研究是复杂网络研究领域的热点问题。针对目前大多数研究基于无限时间同步,本文提出了复杂网络有限时间同步的相关问题,有限时间同步的实现对于实际工程的应用具有重要的意义。研究过程中使用的节点输出耦合网络模型在结构上更加简单,并且避免工程中的资源浪费,相比于大多数研究中使用的节点状态耦合网络模型更符合实际工程的需要。本文首先提出了更具有实际应用价值的复杂网络有限时间内部同步。利用复杂网络有限时间稳定性原理,对网络模型的节点耦合项进行非线性处理,加强网络的同步能力。通过对节点状态同步过程的仿真,证明了其可以在一个确切的时间内趋向于一致。目前大多数内部同步研究基于无限时间,节点之间的同步趋于无穷时刻完成,有限时间内部同步的实现将其由理论推导过渡到实际应用中。其次,本文提出了有限时间内部同步的牵制控制方法。在网络中加入一个驱动节点作为控制器,使其至少与网络中一个节点产生联系,而驱动节点本身不受网络任何节点的影响。通过证明,网络中所有节点的状态被牵制同步到驱动节点的状态。相比一般的有限时间内部同步,牵制同步具有更明确的目的性,同步的结果可以根据实际工程的需要进行相应的改变,因此具有更高的应用价值。最后,本文利用节点输出耦合模型以及有限时间稳定性定理,证明有限时间外部同步同样可以得到实现。通过仿真,网络间对应节点的状态在一个确切的时间内趋向于0。复杂网络有限时间外部同步的实现,将为在其基础上研究的有限时间拓扑辨识,状态估计及故障诊断等问题提供重要的理论基础。
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