分布式事件触发控制下的有向多智能体网络一致性分析

现有关于多智能体一致性事件触发控制策略的研究工作都是假设智能体的通信拓扑图为无向的,而在实际应用中,智能体网络中的通信更多的具有方向性。针对上述问题,提出一种事件触发控制下的有向网络一致性分析方法,使智能体能避免连续通信,同时建立网络的代数连通度和一致性收敛性能之间的联系,证明每个智能体的时间间隔都是正实数,从而可以避免Zeno行为。仿真结果表明了该分析方法的有效性。     

基于有向通信拓扑的高阶分布式一致性算法

为了提高有向通信拓扑下分布式一致性算法的收敛速度,提出了一种基于有向通信拓扑的高阶分布式一致性算法。该算法通过有向单跳通信,利用有向二跳邻接节点的前多步信息提高分布式一致性算法的收敛速度。对有向通信拓扑下该算法的收敛性能和收敛速度进行了分析和仿真比较。结果显示,该算法在满足一定条件下能收敛到初始状态的平均值,与其他同样利用二跳邻接节点信息的一致性算法相比,具有通信量小、收敛速度更快的特点,但是能容忍的最大通信延时变小。     

有向加权网络中的改进度中心性

节点重要性度量是复杂网络领域的一个重要研究内容,研究者提出了许多中心性度量方法来恒量网络中节点的重要程度,但传统度中心性的定义并没有考虑网络中连边的方向和加权特性,导致其不能有效衡量有向加权网络中节点的重要程度.考虑有向加权网络的特点,提出一种改进的度中心性计算方法——JP-Degree中心性.改进的度中心性综合考虑相...     

有向加权复杂网络仿真平台的设计与实现

随着复杂网络研究热潮的日益增加,复杂网络仿真平台已成为研究复杂网络的必不可少的基础性工作。针对无向无权复杂网络有时还无法准确反映真实世界中网络系统的问题,文中以VC＋＋6.0为开发工具,通过对总体框架和各主要功能模块进行详细的设计实现了一个具有一定可扩展性的有向加权复杂网络仿真平台（ DWCNS）。该平台能对有向加权复杂网络进行拓扑生成且能进行相关统计特性的分析研究。最后通过一个节点重要性评价方法的仿真实例证明了该平台在有向加权网络研究方面的有效性。     

基于有向网络的一致性跟踪算法

研究了leader有控制输入且followers未知该输入条件下的线性多智能 体一致性跟踪问题.提出两种一致性跟踪算法,证明两种算法在leader到followers存在一棵 有向生成树且follower间拓扑是有向条件下,网络就能跟踪leader的状态.对于第一种算法,节点根 据相邻节点或leader的状态来求解其控制输入,并基于代数Riccati不等式给出 连续情形下算法稳定性条件.第二种算法直接利用相邻节点或leader的状态,使followers在上述网络条件下跟踪leader的状态,同样基于代数Riccati不等式给出算法稳定性条件. 仿真结果验证了算法的有效性.     

非平衡有向网络的完全分布式凸优化

分布式凸优化问题的目的是如何以分布式方法最小化局部智能体成本函数和,而现有分布式算法的控制步长选取依赖于系统智能体个数、伴随矩阵等全局性信息,有悖于分布式算法的初衷.针对此问题,提出一种基于非平衡有向网络的完全分布式凸优化算法(FDCOA).基于多智能体一致性理论和梯度跟踪技术,设计了一种非负余量迭代策略,使得FDCOA的控制步长收敛范围仅与智能体局部信息相关,进而实现控制步长的分布式设置.进一步分析了FDCOA在固定强连通和时变强连通网络情形下的收敛性.仿真结果表明本文构建的分布式控制步长选取方法对FDCOA在有向非平衡下的分布式凸优化问题是有效的.     

基于分布式聚类的有向传感器网络移动目标跟踪算法研究

针对有向传感器网络DSN（Directional Sensor Networks）中,传感器节点部署数量对目标跟踪精度、网络寿命和能效问题的影响方面,提出了一个分布式聚类算法,该算法在优化活跃传感器和节点的直接通信过程中,由分布式集群来负责协调成员间的节点,通过传输给Sink的定位信息及从多个节点聚集的传感数据来准确定位目标的位置。基于该理论的目标跟踪机制,提高了目标跟踪精度、增加了网络寿命和网络剩余能量。并进行了仿真验证,结果表明该方法能实现更高的跟踪性能。     

有向加权网络的局域世界演化模型

现实世界中的很多网络既是连接间具有不同权值的加权网络又是连接间具有方向的网络。针对这一现实,在局域世界网络拓扑结构中同时引入有向性和权重。在局域世界演化模型基础上,建立了有向加权网络的局域演化模型（LWDW）,并提出了节点的出强度与入强度的概念。采用平均场理论导出这一模型节点的强度分布、出强度以及入强度的分布,同时分析了复杂网络的其他拓扑参量聚类系数和平均路径长度,并通过数值仿真实验验证了理论分析的正确性。     

基于总线网络的分布式一致性算法

为了解决总线网络中的分布式数据一致性问题,提出了基于总线网络的分布式一致性算法.该算法通过Mod运算将多节点仲裁问题转化为惟一节点仲裁,减少了所需的消息数,降低了系统的负荷;通过消息复用的方法减少了算法所需的消息种类,并缩短了响应延迟.理论性能分析和仿真试验表明,该算法较之传统算法具有较低的消息复杂度和时间复杂度.     

基于耦合映像格子的有向网络相继故障

针对现实世界中存在大量的有向网络,根据有向网络中边的有向性,提出适合描述有向网络耦合映像格子（CML）的相继故障模型,利用仿真分析的方法研究了BA无标度有向网络和ER随机图有向网络在该模型作用下的相继故障行为。仿真中,对节点数固定的网络采用蓄意攻击和随机攻击两种策略进行攻击,并记录相关数据。通过对所得数据的分析发现：1）这两类有向网络的相继故障进程比同规模的无向网络要剧烈;2）当网络遭受攻击时,有向网络比无向网络更加脆弱;3）ER随机图网络相继故障发生过程中引起网络相继故障规模增长的4个临界值之间存在线性关系。     

能量高效的无线传感器网络分布式分簇一致性滤波算法

针对无线传感器网络中节点能量有限的特点,利用分簇模型提出了一种新的能量高效的分布式卡尔曼一致性滤波算法.并结合图论、矩阵论对该算法进行了收敛分析,得出了分簇处理能加快系统的收敛速度,且能有效地减少节点间信息的传输量、缩短节点间的通信距离的结论.为进一步降低能量消耗,引入Gossip 算法用于处理簇头级网络信息的一致性问题.仿真分析表明,所提出的算法不仅具有优越的估计性能,而且能有效地减少节点能量消耗,延长无线传感器网络的寿命.     

基于小世界网络的P2P缓冲策略

针对机构化的P2P网络存在的绕路（Detouring）问题,提出了一种基于小世界网络的P2P缓冲策略来对传统P2P算法进行改进。实验结果表明,改进后的算法可以有效地减少链路访问延时,而且链路流量的平滑性、吞吐率等都比其他传统算法要好。该策略对于以P2P为基础构架的对等网络稳定性和访问速度有重要意义。     

小型分散控制系统数据通信的研究

对ＳＤＣＳ的数据通信系统的网络结构、通信控制器结构、故障自诊断、冗余实现方法以及通信数据安全控制措施等进行了讨论。     

基于网络的机载分布式数据系统

介绍了一种基于以太网和广播内存网的分布式数据采集、处理和监控系统的结构和工作原理,给出了系统的具体设计和实现方法.实际应用表明,该系统可以满足现代运输机试飞的复杂测试要求.     

基于小世界网络的自适应阈值边缘检测算法

针对传统边缘检测算法中因无法实现阈值选择从局部信息到整体特征的自适应而出现的噪声干扰、误分割等问题,提出了基于小世界网络的自适应阈值边缘检测算法.该算法根据小世界现象特征,以像素与邻域像素亮度上的差异性,建立图像阈值分层模型.通过计算各像素的亮度变化,将其划分到不同的阈值层,形成候选边缘像素的状态空间;然后在选定边缘像素阈值层内,各像素按给定的概率在HS空间中聚类,实现边缘的提取.仿真实验表明,该算法能有效地消除噪声,提高边缘检测的准确性,保证边缘的连续性.     

基于复杂网络理论的连锁故障模型研究概述

在复杂网络中,由微小触动引发的网络连锁故障会导致网络崩溃的灾难性后果,对连锁故障的理论建模是研究复杂网络连锁故障的关键和基础。论文从复杂网络理论角度介绍和评述了几种连锁故障模型,分析了预防和控制连锁故障的可行途径;并指出了今后值得注意的研究方向。     

基于任务树的分布式计算平台的设计与实现

针对当前网络中PC资源利用率低和大型任务的难解性，设计并实现了一个通用的基于任务树的分布式计算平台TT-DCP（Distributed Computing Platform based on Task Tree）．TT—DCP旨在利用网络中计算机的空闲时间求解可分布运行的大型任务，主要包括服务器端程序、客户端程序、后台数据库三部分．服务器端程序主要负责利用任务树描述大型任务、对树的操作以及处理客户端返回的任务结果；客户端程序采用主动式策略获取子任务，并下载任务到本地执行、将结果返回服务器；后台数据库保存任务树．任务分布化过程中，提出采用任务树结构保存任务数据，使用回溯法构建任务树并保存在后台数据库中．同时，设计并实现了平台中服务器端与客户端的应用层通信协议UPDP（Unprocessed Packet Download Protocol）和PPUP（Processed Packet Upload Protocol）．本文进一步讨论了如何利用TT—DCP求解Mesh网络连通性问题，并给出了处理结果．TT—DCP可以用来求解生物计算中的多序列比对、motif查找等问题．     

基于幂律分布和小世界特性的无结构P2P网络中搜索方法研究

目前无结构P2P系统得到了大量的应用,但其常用的基于简单flooding机制的信息资源搜索方法造成了严重的通信消耗.基于P2P网络的幂律分布和小世界特性,通过对复杂网络幂律特性产生机制的分析并借鉴人际传播中谣言传播机制,提出了一种结合择优连接机制和谣言传播中兴趣衰减机制的信息资源搜索方法.其中择优连接是导致复杂网络幂律特性产生的机制之一,而谣言传播中的兴趣衰减机制适合于聚合网络中的信息传播.分析和仿真结果表明,提出的搜索方法可以有效地减少无结构P2P网络中信息搜索的通信开销.     

Discrete‐Time Consensus Filters for Average Tracking of Time‐Varying Inputs on Directed Switching Graphs

In this paper, we consider discrete‐time distributed estimation on a directed graph with switching topologies. Motivated by a recent PI consensus filter, we modify the protocol and remove the limitation of undirected graph and gain conditions with requirement for global topological information. The protocol is then extended to switching topologies. Convergence analysis is conducted for constant inputs under both balanced directed and general directed graphs with topological switching. Then, the result is extended to all cases for time‐varying inputs with an analytical derivation of the error bound. Satisfactory simulation results are shown to validate theoretical claims.     

基于簇首定向扩散的无线传感器网络路由协议研究

减少能量消耗,延长网络生存时间,是无线传感器网络中路由协议要考虑的重要问题;在对LEACH协议和定向扩散协议进行分析的基础上,针对这两种协议中存在的问题,提出一种基于簇首定向扩散(CHDD)的路由协议;该协议改进了簇首选择算法,在簇首与sink节点之间采用定向扩散算法,该协议可以有效地延长整个网络的生存时间,仿真结果证明该协议的性能改进。