时延复杂网络的自适应周期间歇同步控制

研究同时具有耦合时延和节点时延复杂网络的自适应周期间歇同步控制问题.运用 Lyapunov 稳定性理论,自适应控制、牵制控制和间歇控制方法,给出保证该时延复杂网络全局指数同步、且保守性更小的判定准则,并给出相应的自适应和牵制自适应间歇同步控制器设计,该控制策略对节点间的耦合强度和网络的拓扑结构等具有较强的鲁棒性.最后以时延非线性动力系统为节点对复杂网络进行数值仿真,验证了结论的正确性和有效性.     

一类具有多种耦合时滞的复杂动态网络的牵制同步

针对一类由Lur'e系统组成的具有多种耦合时滞的加权复杂动态网络,研究其同步问题.只对网络中的一部分节点进行控制,从而使整个被控网络达到同步.基于绝对稳定性理论.得到了保证复杂网络实现全局同步的时滞独立判据.仿真中以蔡氏振荡器组成的复杂网络为例,验证了所提方法的有效性,且表明在某些特殊情况下,只需控制一个节点便可使整个网络达到同步.     

非连续Lur’e时滞网络的有限时间聚类同步与自适应控制

本文主要研究一类由非恒同非连续Lur’e系统耦合而成复杂动态网络的自适应有限时间聚类同步问题.首先,通过引入Filippov微分包含理论和测度选择定理,本文设计了一类有效的牵制反馈控制器,该控制器只控制当前聚类中与其他聚类有直接连接的部分节点.为了有效节省控制成本,本文基于反馈控制强度设计了一类自适应更新定律以获取实现网络同步的最优控制强度.其次,利用有限时间稳定性理论和Lyapunov稳定性定理,本文得到时变时滞耦合和非线性耦合Lur’e网络实现有限时间聚类同步的判定条件,并给出该网络达到聚类同步的收敛时间估计.最后,通过一个算例仿真验证了本控制方案和同步判据的有效性及正确性.     

具有间歇耦合的复杂动态网络量化同步分析

讨论了基于量化控制信号的间歇耦合复杂动态网络的同步动力学,根据脉冲间隔周期和量化器的特征,并利用稳定性理论和 Razumikhin 定理,分别给出了含时滞和不含时滞下的复杂动态网络同步化准则.网络节点间在一系列分段周期内有耦合,耦合过程中控制作用通过“对数量化器”对同步误差的反馈控制瞬态信号进行量化.所得理论结果进一步应用于由 Chua 混沌系统为动力节点所构成的复杂动态网络,数值模拟表明了所获理论结果的有效性.     

基于复杂网络模型的同步分析及控制

针对一致连结的复杂网络模型,通过构建Lyapunov函数,给出该类网络模型实现同步的一个判定准则.在此基础上,对该网络模型引入自适应反馈控制策略,并证明了此类网络在该控制作用下总可以动态地实现同步.特别地,该控制策略对节点间的耦合强度和网络的拓扑结构等具有较强的鲁棒性.数值仿真结果表明了该控制策略的有效性.     

节点非线性耦合的复杂动态网络同步控制研究

文中研究节点状态非线性耦合的复杂动态网络的局部同步和全局同步的问题.不同于现有的这类网络的利用节点状态变量设计控制器进行同步控制的方法,提出了一种设计同步控制器的新方法,该方法只需利用网络节点输出变量构造控制器,使其达到同步,克服了现有方法利用节点状态变量设计控制器存在的不足,使控制器实现起来更加简单.利用 Lyapunov 方法给出这类复杂网络的同步准则,以 Lorenz 混沌映射作为复杂网络的节点进行数值仿真,研究表明,这种方法能够使节点状态非线性耦合的复杂动态网络达到同步,通过系统仿真,证明了文中所提方法的有效性     

基于功率控制的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络自身定位问题,提出了一种基于功率控制的定位算法(PCLA),算法通过计算信号覆盖区域的交叉点重心确定节点位置.在算法中,每个信标节点广播不同功率等级的无线信号信息,且节点之间不需要严格的时间同步和相互协作.传感器节点只是简单的接收并保存信标节点传播的有用信息,不需要和邻居节点进行信息交换,复杂的计算由汇聚节点完成,减少了节点的能量消耗,延长了网络寿命.最后仿真结果表明了该算法的有效性.     

无线传感器网络TPSN-RBS联合时间同步算法

针对大规模多跳传感器网络节点间所存在的同步误差及其累积误差问题,提出了一种基于加权最小二乘法的TPSN-RBS联合时间同步算法.该算法充分利用可监听到的消息,通过加权最小二乘法估计得到节点逻辑时钟的时间偏移和频率偏移的最优解.用Cramér-Rao下界对本算法进行性能分析,同时与TPSN算法进行仿真对比,结果表明:该算法提高了节点间的同步精度,且在节点密集的大规模无线传感器网络中,在保证较低通信量的同时降低了累积误差.     

适用于周期休眠MAC协议的分簇时间同步算法

无线传感器网络中节点能量有限,常采用周期休眠的方式工作,而周期性休眠机制的实现依赖于节点间的时间同步方法.基于竞争的周期性休眠MAC协议的典型代表是S-MAC,在S-MAC协议的时间同步算法基础上,通过引入簇控制和边界节点控制方法提出一种分簇时间同步算法,该算法适用于周期性休眠的MAC协议.仿真和物理实验表明,分簇时间同步相比S-MAC时间同步方法能够有效控制网络中的簇数和边界节点数,减少时间同步开销和端到端传输时延,从而节省能耗,延长网络生存周期.     

一种低功耗无线传感器网络时间同步算法

间同步对无线传感器网络的应用至关重要,为提高同步精度,多数算法都以较多的消息交换或复杂的计算为代价来达到这一目的,因而能耗较大.为减少时间同步的消息交换开销,节约节点能量,提出了一种简单低功耗时间同步算法,该算法结合了单向广播同步机制和双向成对同步机制,有效利用网络中节点的广播信息,使网络中节点单跳广播域内只有一个下层节点与之进行双向成对同步,从而达到了减少消息开销和节约能量的目的.最后通过仿真验证了该算法的性能.