[发明专利]一种复杂网络内部耦合故障及时延的容错同步控制方法

说明书

本发明公开了一种复杂网络内部耦合故障及时延的容错同步控制方法，属于复杂网络领域，其包括：步骤1：建立由N个独立节点构成的带有耦合故障及时延的复杂网络模型；步骤2：取e_i(t)＝f(x_i(t))‑s(t)为状态误差，建立状态误差函数；步骤3：求得适当维数的Γ₁,Γ₂，以保证系统的同步。本发明的优点是：针对带有传输时延及内部耦合故障的复杂动态网络，设计了一种当内部耦合故障发生时，内部耦合矩阵调节方法，能够有效的保证复杂网络的同步性能实现网络的同步。

技术领域

本发明涉及复杂网络领域，特别涉及一种复杂网络内部耦合故障及时延的容错同步控制方法。

背景技术

高速发展科学技术推动着人类的进步和社会的发展。以互联网和计算机技术为代表的信息技术使得人们进入了网络时代。网络遍布世界的每一个角落，从拉近全球距离的Internet网络到人类社会的社交网络，从规模宏大的电网到错综复杂的交通网络，从影响人体技能的神经网络到病毒传播网络，我们的生活由各种各样的网络构成。自然界和人类社会中的绝大多复杂系统均可以被抽象成复杂网络进行研究。复杂网络的动态性能的研究是复杂网络研究的重要组成部分，复杂动态网络是指代表非线性型动态系统的网络节点依靠复杂的拓扑关系连接节点的网络。而同步作为复杂动态网络众多动力学行为中基本的一致性行为，受到了广泛的关注。复杂网络中网络的拓扑结构，耦合强度，都会对网络的同步性能产生影响。

当前研究的复杂动态网络实现网络同步的方法主要有两类：第一类是将复杂网络看作一个被控系统，在动态网络的节点处设计并添加控制器，从而实现复杂网络的同步。第二类是通过改变复杂网络的自身属性来实现网络的同步，如改变网络的拓扑结构，耦合强度，边的权值等，此类方法侧重于改变网络本身属性来提高复杂动态网络同步能力，达到网络自同步。显然后者比前者更为直接。网络自身的同步是指在节点不施加控制的情况下，网络从任意状态出发，能够在同步轨道取得同步的一种动力学行为。然而这都需要精心的设计才能够达到。现实网络中，拓扑结构故障，变化的耦合强度，节点的状态信息在传输过程中的存在的丢包或者时延，网络外部的噪声干扰等等，都是实现复杂网络同步中可能存在并影响同步性能的不利因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足，提供一种复杂网络内部耦合故障及时延的容错同步控制方法，解决如何能够有效的保证复杂网络的同步性以实现网络的同步。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实现的：

一种复杂网络内部耦合故障及时延的容错同步控制方法，包括以下步骤：

步骤1：建立由N个独立节点构成的带有耦合故障及时延的复杂网络模型：

其中，N为节点个数，x_i(t)＝(x_i1(t),x_i2(t),…x_in(t))^T是第i个节点在t时刻的状态向量；A,B为适当维数的系数矩阵；F为内部耦合故障；Ax(t)+Bf(x(t))为节点的动力学方程；Γ₁,Γ₂分别为非时延节点和时延节点的内部耦合矩阵，C＝(c_ij)_N×N,H＝(h_ij)_N×N分别为非时延节点和时延节点的连接拓扑矩阵，τ表示耦合时延；

步骤2：当步骤1在t→∞时，节点状态x_i(t)＝x₂(t)…＝x_n(t)＝s(t)，其中s(t)∈Rⁿ，即系统渐进稳定，取e_i(t)＝f(x_i(t))-s(t)为状态误差，建立状态误差函数：