面向有向網絡的最大結構控制研究.pdf

1、近年來，對于復雜網絡的研究已經成為理論和工程技術領域研究中的一個重要方向，通過對復雜網絡的研究，可以更深刻的了解已存在的自然和生物系統(tǒng)中所隱藏的結構和性質，揭示網絡中各節(jié)點之間的相互作用機理，實現對復雜網絡的有效控制。而由于節(jié)點之間相互錯綜復雜的關系，當其中的部分節(jié)點受到外部擾動或對其輸入控制信號時，就可能會導致對整個網絡系統(tǒng)的結構或系統(tǒng)內信號的傳遞過程產生很大的影響。因此，分析網絡中節(jié)點性質并恰當的選取驅動節(jié)點的集合來控制系統(tǒng)達到完全

2、能控或最大能控具有重要的理論與實際意義。
　　本文的主要內容分為兩個部分：
　　(1)從線性定常系統(tǒng)的結構能控性角度出發(fā)，將系統(tǒng)的結構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行最小驅動集的識別，并由此設計了最小驅動集的識別算法，從而得到在復雜的有向網絡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。并將其應用在簡單網絡以及真實網絡中，通過分析網絡最小驅動集及節(jié)點的性質從而對網絡結構進行分析并得出最小驅動集

3、在實際網絡中的意義。
　　(2)由于復雜網絡所存在的大量節(jié)點當中，每個節(jié)點在對整個系統(tǒng)進行控制的進程中所發(fā)揮的作用不同，因此，對于網絡中節(jié)點的控制中心性的計算和評價成為對復雜網絡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。針對復雜網絡中節(jié)點數目龐大，實際控制中輸入信號的數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當給定外部輸入信號的數