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

1、近年來(lái)，對(duì)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(gè)重要方向，通過(guò)對(duì)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(diǎn)之間的相互作用機(jī)理，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的有效控制。而由于節(jié)點(diǎn)之間相互錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，當(dāng)其中的部分節(jié)點(diǎn)受到外部擾動(dòng)或?qū)ζ漭斎肟刂菩盘?hào)時(shí)，就可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)的傳遞過(guò)程產(chǎn)生很大的影響。因此，分析網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)性質(zhì)并恰當(dāng)?shù)倪x取驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的集合來(lái)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(shí)際意義。
　　本文的主要內(nèi)容分為兩個(gè)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(lái)進(jìn)行最小驅(qū)動(dòng)集的識(shí)別，并由此設(shè)計(jì)了最小驅(qū)動(dòng)集的識(shí)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(hào)來(lái)控制整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的方法。并將其應(yīng)用在簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)以及真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)最小驅(qū)動(dòng)集及節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并得出最小驅(qū)動(dòng)集

3、在實(shí)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(diǎn)當(dāng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在對(duì)整個(gè)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(duì)于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的控制中心性的計(jì)算和評(píng)價(jià)成為對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)實(shí)施有效控制的核心要素之一。文中將介紹節(jié)點(diǎn)的控制中心性的概念以及利用線性規(guī)劃算法來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的控制中心性的方法。針對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大，實(shí)際控制中輸入信號(hào)的數(shù)量和種類有限的問(wèn)題，本文提出了一種基于模擬退火算法的最優(yōu)群控制勢(shì)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)給定外部輸入信號(hào)的數(shù)