多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性及混沌系統(tǒng)的同步研究.pdf

1、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是研究復(fù)雜系統(tǒng)的一門新興學(xué)科,近年來受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。從人體細(xì)胞內(nèi)分子運動到世界各國的相互聯(lián)系,我們都是網(wǎng)絡(luò)的一部分。這種特殊的現(xiàn)象使得科學(xué)家們正在將網(wǎng)絡(luò)分析推廣到各個學(xué)科領(lǐng)域。今天,對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的認(rèn)識已經(jīng)成為一系列傳統(tǒng)學(xué)科的共同目標(biāo):細(xì)胞生物學(xué)家使用網(wǎng)絡(luò)來研究信號傳導(dǎo)和代謝過程:計算機科學(xué)家正在繪制互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng)的結(jié)構(gòu);流行病學(xué)家追蹤病毒傳播的傳輸網(wǎng)絡(luò):腦研究者正在致力于研究連接體,一種神經(jīng)水平的大腦連接圖。
　

2、　噪聲通常被視為隨機的和持續(xù)的干擾,會遮蔽或減弱信號的清晰度。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中噪聲的作用是兩方面的。一方面,噪聲的存在往往容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性。另一方面,噪聲的存在也會產(chǎn)生好的作用,人們可以通過它來改善系統(tǒng)的動力學(xué)特性,將不穩(wěn)定的狀態(tài)通過加入隨機噪聲而變成穩(wěn)定的狀態(tài),或者使本來穩(wěn)定的狀態(tài)變得更加穩(wěn)定。由于噪聲普遍存在于自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)中,因此考慮噪聲對系統(tǒng)動力學(xué)性質(zhì)的影響就顯得非常必要。
　　由于多智能體網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)一致性問題的研究

3、在無人飛行器控制,隊列控制,衛(wèi)星群姿態(tài)的一致性控制以及通信網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,近年來已經(jīng)成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點,受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。本論文在前人工作基礎(chǔ)上對多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性問題做了一些深入的探索和研究,主要研究了隨機噪聲、通信延遲及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的切換等因素對智能體網(wǎng)絡(luò)一致性行為的影響。
　　隨著混沌同步研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)它在保密通信、納米振蕩器等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。由于噪聲普遍存在于現(xiàn)實系統(tǒng)

4、與人造系統(tǒng)中,混沌同步不可避免會受到噪聲的影響。近年來,帶噪聲的混沌系統(tǒng)的同步問題受到了眾多研究者的關(guān)注。本論文主要研究了具有噪聲干擾的延遲系統(tǒng)以及兩個不同混沌系統(tǒng)的同步問題。
　　另外,本文還研究了掌聲同步問題,以及小世界網(wǎng)絡(luò)上傳染病模型的穩(wěn)定性、分岔與混沌。這些研究無論在理論上還是在實際應(yīng)用中都具有重要意義。
　　本文的主要內(nèi)容可概述如下:
　　第一章,介紹復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與混沌同步的研究背景與進(jìn)展,給出本文所要用到的預(yù)備

5、知識,并給出全文的結(jié)構(gòu)。
　　第二章,研究了噪聲環(huán)境中多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性問題。研究了噪聲干擾的平均一致性問題、具有通信延遲的平均一致性問題、具有虛擬領(lǐng)導(dǎo)者以及通信延遲的一致性問題,以及噪聲耦合的多智能體網(wǎng)絡(luò)的平均一致性問題。利用隨機微分方程的穩(wěn)定性理論,給出了多智能體系統(tǒng)達(dá)到一致性的充分條件。理論與數(shù)值模擬結(jié)果表明:噪聲的干擾可以減慢多智能體系統(tǒng)趨于一致性的速度,甚至可以破壞一致性的出現(xiàn)。
　　第三章,研究了具有帶頭鼓掌者

6、的掌聲同步問題,在掌聲傳播的時滯對觀眾有或無明顯影響的兩種情形下給出了掌聲同步的充分條件。理論結(jié)果不僅說明了人們在日常生活中觀察到的現(xiàn)象:在上座率高的劇場內(nèi)更容易聽到有節(jié)奏的掌聲,而且也得到了一個有趣的結(jié)論:即使在很大的劇場內(nèi)一位帶頭鼓掌者就足以帶領(lǐng)所有觀眾以相同的節(jié)奏鼓掌。
　　第四章,建立了小世界網(wǎng)絡(luò)上具有延遲的非線性傳染病模型,研究了模型平衡點的局部穩(wěn)定性與hopf文摘岔的存在性,并研究了相應(yīng)離散模型的動力學(xué)性質(zhì)。研究表明:

7、防治措施的強度不僅可以決定平衡點的穩(wěn)定性,而且可以用來將周期震蕩甚至混沌的傳播行為控制到穩(wěn)定狀態(tài)。
　　第五章,研究了噪聲干擾下的混沌系統(tǒng)的同步問題。首先,研究了含參數(shù)誤差的延遲系統(tǒng)的完全同步與反同步,給出了具有常時滯與變時滯的混沌系統(tǒng)完全同步與反同步的充分條件。然后,研究了Lorenz系統(tǒng)與噪聲干擾的陳系統(tǒng)與呂系統(tǒng)的同步,利用隨機微分方程的穩(wěn)定性理論給出了耦合系統(tǒng)同步的充分條件。
　　第六章,對論文工作進(jìn)行了總結(jié),并對今后