TrueTime网络环境下复杂系统同步算法的设计与实现(2)
同步控制的一个关键的任务是控制同步行为有利于产生或增强它,在它的危害消除或削弱它,最终取得优势。一个典型的例子是在通信网络的同步问题,如存在两种同步在无线传感器网络[5](WSN):一方面,在网络中,每个处理器有自己的内部时钟和当地时间,即使最初的每个处理器是同步的,在很长的一段时间之后也会导致明显的偏差,因为漂移。为了保证分布式数据库的一致性,你必须确定的操作序列(事件),这就需要时钟同步;另一方面,由于有限的通信带宽和可能是一个周期性充血现象,这种同步现象是有害数据传输和处理,应该避免这种现象的发生。 复杂网络同步控制[6]的研究为仿真、控制、设计和实现复杂系统提供新的研究思路和研究方法。例如,许多复杂的现实系统适应性的同步行为[7]源于个体。个人适应能力逐渐形成团体一致性,一致性的集团和可以实现一个特定行为的个人。适应性可以被理解为个人智能代理系统,因此,复杂网络同步控制和多主体系统的协调控制，从整体到个体,从个体到整体的再次同步控制重要思想有助于研究复杂系统,以及对系统的复杂动态过程有更深的理解。 通过网络的基础理解个人行为和关系网络同步行为,合作建立、控制和协调的网络行为,并将其应用到多智能体系统,如无人驾驶飞行器(无人机)和自动公路调度、协调控制的无线传感器网络等等。因此,对网络系统同步控制[8]的研究和探讨复杂网络的合作行为的形成和它的控制具有重要的理论价值和潜在的应用需求。 总之,同步控制的复杂动态网络系统涉及生物。社会科学、经济学、计算机科学和工程、和其他领域的许多实际问题,深刻,具有广阔的背景和实际需要。复杂网络控制研究对于系统科学、复杂性科学、网络科学、控制理论[9],网络世界探索是有着重要意义的未来。
1.1.1 国内外复杂网络同步的研究现状 复杂网络在现实世界中无处不在。一个复杂的网络通常是指一组有非平凡拓扑结构[10]的动态单元。它不存在于简单的系统,如完全正则点阵和完全随机结构。复杂动态网络的典型例子包括因特网、万维网、电网、生物神经网络,交易市场链,科学引文网络,社会关系网络,还有许多其他的例子。在过去的二十年里,复杂的动态网络的理论研究已成为科学研究的一个热门话题,这在很大程度上是由大量真实网络的实证研究启发得出。人们对复杂网络的研究经历了随机图网络[11]，文献综述小世界网络，无标度网络等等。 复杂动态网络的集体行为[12]是在科技圈引起相当大的兴趣的一个热门话题， 其中最主要的一个就是网络同步。同步是一个要求协调整个网络操作一致的计时动态行为。同步在本质上是一个基础运动,许多连接系统都与同步有关。事实上,耦合振荡器的一致同步[13]作为一个研究的平台,它可以很好的解释研究许多自然和技术现象。同步现象广泛存在于现实生活中，人们试图通过对形形色色同步现象的刻画，强化对同步规律内在机理[14]的理解，并进而探索同步机制的应用。 网络上的同步现象是一项重要的研究课题。人们已观测到的同步现象包括夏日夜晚青蛙的齐鸣、萤火虫的同步发光，心肌细胞和大脑神经网络的同步，剧场中观众鼓掌频率的逐渐同步等等。近年来许多科学家都对复杂网络的同步[15]进行了研究，汪小凡和陈光荣于2002 年对无标度动态网络同步[16]和小世界动态网络同步[17]做出了阐述，吕金虎，俞星火和陈光荣在 2004年发表了《一般复杂动态网络的混合同步》[18]，研究了一般复杂动态网络下的混合同步的现象，结构，规律等等，C. Li and G. Chen 在2004年“ Synchronization in general complex dynamical networks with coupling delays”[19]一文中研究了一般复杂动态耦合时延网络的同步，J. Zhou and T. Chen于2006 年“Synchronization in general complex delayed dynamical networks”[20]一文中研究了一般复杂动态时延网络的同步等。 在以前的研究中，人们忽略了网络的拓扑性质，在研究同步问题时，自然地选择了最容易模拟和分析的规则网络或随机网络，而没有仔细思考和研究这种选择是不是应该的，不同的选择会不会对物理过程产生不可忽略的影响。当然，如果理论研究和实验结果都说明复杂网络的同步情况与规则或随机网络别无二致，那么我们至少暂时还可以心安理得地使用以前的结论。本次设计讨论的主要就是网络环境下复杂系统的同步。