具有不同步子网络的循环切换网络的同步与控制问题研究

Switched complex networks are extensively applied in various fields such as robot cooperative control, large power supply network， and synchronization problem is one of the hot issues in switched complex networks research. On the one hand, in practical applications, networks have the characteristics of cyclic switching such as complex circuit networks and flow networks; On the other hand, in real networks, due to disturbances, unmodeled dynamics or possible faults, some subnetworks may not be synchronized in a given switched network. So the project plans to research synchronization problem for cyclic switched networks with non-synchronized subnetworks by utilizing the cyclic dwell time technique and pinning control strategy. The detailed research contents are as follows:(1) Switching signal and pinning synchronization control will be investigated for a class of cyclic switched networks with coupling delay and stochastic disturbance;(2) The synchronization problem will be studied for a class of cyclic switched networks with delayed impulses; (3) Based on the above studies, synchronization problem will be investigated for the cyclic switching cooperation-competition networks. The investigations mentioned above are based on the assumption some subnetworks are non-synchronized in the cyclic switched networks. Our research results will enrich the connotation of research of switched system and promote application circulation of cyclic switched network.

切换复杂网络已被广泛应用到机器人协同控制，大型的供电网络等众多领域，而同步问题是切换复杂网络研究的热点问题之一。一方面，实际应用中，复杂的电路网络，流转网络（flow networks）等网络常常具有循环切换的特性；另一方面，在实际的网络中，扰动、模型的不确定性，以及可能出现的错误诊断都可能会导致切换网络中存在不同步的子网络。因此，本项目拟采用循环驻留时间方法和牵制控制技术研究具有不同步子网络的循环切换网络的同步与控制问题。具体研究内容包括：（1）研究一类具有耦合时滞和随机扰动的循环切换网络的切换信号同步控制和牵制同步控制；（2）研究带有时滞脉冲的循环切换网络的同步问题；（3）在以上研究的基础上，研究循环切换合作竞争网络的同步控制问题。以上问题的研究均假设在切换网络中存在不同步子网络。该项目研究及其成果对于丰富切换系统的研究内涵，推动循环切换网络的应用具有重要意义。

切换复杂网络已被广泛应用到机器人协同控制，大型的供电网络等众多领域，而同步问题是切换复杂网络研究的热点问题之一。一方面，在实际的网络中，扰动、模型的不确定性，以及可能出现的错误诊断都可能会导致切换网络中存在不同步的子网络。另一方面，竞争在社会网络和智能体系统中普遍存在，它是导致网络不能够实现同步的又一个源泉。因此，不同步的子网络在合作竞争的切换网络中是普遍存在的。本项目主要研究了切换竞争网络的同步与编队控制问题，具体而言，本项目的研究成果如下：.(1)当切换网络具有部分不同子网络时，研究了带有竞争机制的社会网络的一致性问题。研究发现，如果在复杂的竞争社会网络中再引入社会压力，随着社会压力的无限增大，社会网络是可以实现一致或双一致的。同时我们也研究了当所有子网络都不同步的社会网络的同步性问题，给出了一个循环切换信号，在该切换规则下，网络最终能够实现一致或双一致。.(2)研究了一类特殊的网络拓扑结构状态依赖的切换网络（有界信心观念动力学模型）的一致性问题，得到了网络实现双一致的若干条件。.(3)研究了带有切换拓扑的多智能体系统的编队控制问题，得到了若干控制协议，在这些协议下，如果网络网络拓扑是联合联通的，整个网络是可以实现理想编队的。同时，我们也从控制成本出发，研究了事件触发的编队控制问题，得到了若干有效的控制协议，这些控制策略允许间歇检查触发条件，从而拓广了现有文献的研究结果。.(4)研究了具有马尔可夫切换的随机时滞系统的输入状态稳定性，给出了当切换系统的子系统具有部分不稳定子系统时，随机时滞系统的输入状态稳定的充分条件。同时，我们也研究了若干随机系统的稳定性问题。.此外，本项目还对以上研究结果进行了数值模拟，验证了所得结论的有效性。该项目研究及其成果对于丰富切换网络的研究内涵，推动切换网络的应用具有重要意义。