[发明专利]基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及系统,包括：考虑一类追随者网络并确认其领导节点；通过传感器获得各节点状态信息并建立误差网络模型，可以获得所述网络中每个节点的状态信息向量与跟踪状态信息向量；返回各邻接节点的状态信息并布置分布式负反馈控制器，所述分布式负反馈控制器受到脉冲扰动的影响，并根据扰动类型判断脉冲起正作用还是反作用。由于本发明分别讨论了脉冲效应起积极作用与消极作用时控制器的表现，因此缩小了局限性，而且由于使用了一种离散的控制方法，设计了新的脉冲控制器，通过仅在某些时刻产生作用，在保证控制效果的同时可以有效地较低成本。

技术领域

本发明涉及复杂网络同步的技术领域，尤其是指一种基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及系统。

背景技术

当前，网络学科随着与如计算机、生物、控制等多学科的交叉融合，成为了研究领域与学科的研究重点。其中，网络的同步现象作为一种集群行为更引起了诸多研究人员的关注。至今为止，在学者发表的最新成果中，诸如负反馈控制器、牵制控制器等连续工作的控制器被广泛应用于实现复杂网络同步。然而，连续控制器由于其长时间的工作，控制成本较高，不能很好地降低控制代价，而离散控制器在连续系统上应用的有关成果较少。

脉冲控制器通过在某一瞬间产生激励信号进行控制，激励信号的强度对控制器的控制效果有较大影响。然而，目前许多研究仅关注脉冲激励信号对同步效果有益时的控制器设计，对于当激励信号起反作用时，脉冲控制器的同步效果研究较少。

到目前为止，对于设计分布式控制器而言，获得复杂网络的全局信息是必需的。因此，仅通过使用系统的本地信息(即系统节点本身及其相邻接点的动态信息)来设计一些分布式控制协议将是一个挑战。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中当激励信号起反作用时，脉冲控制器的同步效果研究较少，导致局限性大的问题，从而提供一种缩小局限性的基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的一种基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法，包括如下步骤：考虑一类追随者网络并确认其领导节点；通过传感器获得各节点状态信息并建立误差网络模型；返回各邻接节点的状态信息并布置分布式负反馈控制器；所述分布式负反馈控制器受到脉冲扰动的影响，并根据扰动类型判断脉冲起正作用还是反作用，当所述脉冲起正作用时，生成新的脉冲控制器，与所述分布式负反馈控制器同时对所述网络起控制效果，所述网络在所述分布式负反馈控制器和所述新的脉冲控制器的动态平衡下达到同步；当所述脉冲起反作用时，生成新的脉冲扰动，与原随机扰动同时对所述网络起干扰效果，所述网络在所述分布式负反馈控制器的控制效果下达到同步。

在本发明的一个实施例中，所述根据扰动类型判断脉冲起正作用还是反作用的方法为：判断参数的大小，当δ＞1时，所述脉冲起反作用，当0＜δ≤1时，所述脉冲起正作用。

在本发明的一个实施例中，当δ＞1时，指数同步的同步速率为其中λ是方程的特解；当0＜δ≤1的情形，指数同步的同步速率为其中λ′是方程的特解。

在本发明的一个实施例中，所述网络是指一类具有多重时滞并受到随机扰动影响的复杂网络。

在本发明的一个实施例中，所述传感器布置在所述各个节点上，通过所述传感器获得所述复杂网络中每个节点的状态信息向量与跟踪状态信息向量，通过定义误差向量得到误差网络模型。

在本发明的一个实施例中，所述复杂网络是指由多个耦合节点组成的网络。

在本发明的一个实施例中，所述分布式负反馈控制器是实现所述追随者网络与领导者系统之间同步的充分条件。