[發(fā)明專利]基于參數(shù)變分法的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分布式脈沖同步方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010121419.8
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111221311B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯澤
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: H04L12/00
• 分類號: H04L12/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 張榮

本發(fā)明涉及一種基于參數(shù)變分法的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分布式脈沖同步方法及系統(tǒng),包括：考慮一類追隨者網(wǎng)絡(luò)并確認其領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點；通過傳感器獲得各節(jié)點狀態(tài)信息并建立誤差網(wǎng)絡(luò)模型，可以獲得所述網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的狀態(tài)信息向量與跟蹤狀態(tài)信息向量；返回各鄰接節(jié)點的狀態(tài)信息并布置分布式負反饋控制器，所述分布式負反饋控制器受到脈沖擾動的影響，并根據(jù)擾動類型判斷脈沖起正作用還是反作用。由于本發(fā)明分別討論了脈沖效應(yīng)起積極作用與消極作用時控制器的表現(xiàn)，因此縮小了局限性，而且由于使用了一種離散的控制方法，設(shè)計了新的脈沖控制器，通過僅在某些時刻產(chǎn)生作用，在保證控制效果的同時可以有效地較低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于參數(shù)變分法的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分布式脈沖同步方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當前，網(wǎng)絡(luò)學(xué)科隨著與如計算機、生物、控制等多學(xué)科的交叉融合，成為了研究領(lǐng)域與學(xué)科的研究重點。其中，網(wǎng)絡(luò)的同步現(xiàn)象作為一種集群行為更引起了諸多研究人員的關(guān)注。至今為止，在學(xué)者發(fā)表的最新成果中，諸如負反饋控制器、牽制控制器等連續(xù)工作的控制器被廣泛應(yīng)用于實現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步。然而，連續(xù)控制器由于其長時間的工作，控制成本較高，不能很好地降低控制代價，而離散控制器在連續(xù)系統(tǒng)上應(yīng)用的有關(guān)成果較少。

脈沖控制器通過在某一瞬間產(chǎn)生激勵信號進行控制，激勵信號的強度對控制器的控制效果有較大影響。然而，目前許多研究僅關(guān)注脈沖激勵信號對同步效果有益時的控制器設(shè)計，對于當激勵信號起反作用時，脈沖控制器的同步效果研究較少。

到目前為止，對于設(shè)計分布式控制器而言，獲得復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的全局信息是必需的。因此，僅通過使用系統(tǒng)的本地信息(即系統(tǒng)節(jié)點本身及其相鄰接點的動態(tài)信息)來設(shè)計一些分布式控制協(xié)議將是一個挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中當激勵信號起反作用時，脈沖控制器的同步效果研究較少，導(dǎo)致局限性大的問題，從而提供一種縮小局限性的基于參數(shù)變分法的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分布式脈沖同步方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種基于參數(shù)變分法的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分布式脈沖同步方法，包括如下步驟：考慮一類追隨者網(wǎng)絡(luò)并確認其領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點；通過傳感器獲得各節(jié)點狀態(tài)信息并建立誤差網(wǎng)絡(luò)模型；返回各鄰接節(jié)點的狀態(tài)信息并布置分布式負反饋控制器；所述分布式負反饋控制器受到脈沖擾動的影響，并根據(jù)擾動類型判斷脈沖起正作用還是反作用，當所述脈沖起正作用時，生成新的脈沖控制器，與所述分布式負反饋控制器同時對所述網(wǎng)絡(luò)起控制效果，所述網(wǎng)絡(luò)在所述分布式負反饋控制器和所述新的脈沖控制器的動態(tài)平衡下達到同步；當所述脈沖起反作用時，生成新的脈沖擾動，與原隨機擾動同時對所述網(wǎng)絡(luò)起干擾效果，所述網(wǎng)絡(luò)在所述分布式負反饋控制器的控制效果下達到同步。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述根據(jù)擾動類型判斷脈沖起正作用還是反作用的方法為：判斷參數(shù)的大小，當δ＞1時，所述脈沖起反作用，當0＜δ≤1時，所述脈沖起正作用。

在本發(fā)明的一個實施例中，當δ＞1時，指數(shù)同步的同步速率為其中λ是方程的特解；當0＜δ≤1的情形，指數(shù)同步的同步速率為其中λ′是方程的特解。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)是指一類具有多重時滯并受到隨機擾動影響的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述傳感器布置在所述各個節(jié)點上，通過所述傳感器獲得所述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的狀態(tài)信息向量與跟蹤狀態(tài)信息向量，通過定義誤差向量得到誤差網(wǎng)絡(luò)模型。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是指由多個耦合節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述分布式負反饋控制器是實現(xiàn)所述追隨者網(wǎng)絡(luò)與領(lǐng)導(dǎo)者系統(tǒng)之間同步的充分條件。