面向有向網(wǎng)絡(luò)的最大結(jié)構(gòu)控制研究.pdf

1、近年來，對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)成為理論和工程技術(shù)領(lǐng)域研究中的一個重要方向，通過對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究，可以更深刻的了解已存在的自然和生物系統(tǒng)中所隱藏的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，揭示網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點之間的相互作用機理，實現(xiàn)對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的有效控制。而由于節(jié)點之間相互錯綜復(fù)雜的關(guān)系，當(dāng)其中的部分節(jié)點受到外部擾動或?qū)ζ漭斎肟刂菩盘枙r，就可能會導(dǎo)致對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)內(nèi)信號的傳遞過程產(chǎn)生很大的影響。因此，分析網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點性質(zhì)并恰當(dāng)?shù)倪x取驅(qū)動節(jié)點的集合來控制系統(tǒng)達(dá)到完全

2、能控或最大能控具有重要的理論與實際意義。
　　本文的主要內(nèi)容分為兩個部分：
　　(1)從線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能控性角度出發(fā)，將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能控性與圖論中的有向圖相聯(lián)系，利用二分圖的最大匹配算法來進(jìn)行最小驅(qū)動集的識別，并由此設(shè)計了最小驅(qū)動集的識別算法，從而得到在復(fù)雜的有向網(wǎng)絡(luò)中能夠利用最少的輸入信號來控制整個動態(tài)系統(tǒng)的方法。并將其應(yīng)用在簡單網(wǎng)絡(luò)以及真實網(wǎng)絡(luò)中，通過分析網(wǎng)絡(luò)最小驅(qū)動集及節(jié)點的性質(zhì)從而對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并得出最小驅(qū)動集

3、在實際網(wǎng)絡(luò)中的意義。
　　(2)由于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)所存在的大量節(jié)點當(dāng)中，每個節(jié)點在對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制的進(jìn)程中所發(fā)揮的作用不同，因此，對于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的控制中心性的計算和評價成為對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)實施有效控制的核心要素之一。文中將介紹節(jié)點的控制中心性的概念以及利用線性規(guī)劃算法來計算節(jié)點的控制中心性的方法。針對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)目龐大，實際控制中輸入信號的數(shù)量和種類有限的問題，本文提出了一種基于模擬退火算法的最優(yōu)群控制勢算法來實現(xiàn)當(dāng)給定外部輸入信號的數(shù)