非恒同耦合系统的同步

在过去的几十年,由于同步在通信、光学、神经生物网络等不同领域的广泛应用,使得耦合动力系统的同步行为吸引了很多的注意.除了关于周期信号的经典同步概念,还引入了许多新的同步的类型:如混沌同步,相同步,广义同步等等.利用不变流形理论讨论非恒同耦合系统的同步.     

时滞对磁通耦合及化学耦合神经元分岔及同步的影响

以化学突触耦合神经元模型为基础,讨论了抑制性及兴奋性条件下达到同步的区别及同步的类型。并根据磁通耦合对神经元放电的影响,讨论了具有时滞、磁通耦合和化学耦合Morris-Lecar (ML)神经元模型的放电状态、分岔类型及其同步情况。发现具有磁通耦合和化学耦合ML神经元系统在不同参数下会产生丰富的逆倍周期分岔或加周期分岔行为。而时滞的引入,虽然可以增加系统的周期性,但同时也会破环系统同步。相反,适当的耦合强度能够增加同步。     

多层二分耦合网络的同步性研究

多层复杂网络的同步能力分析是目前网络科学研究的热点.首先根据主稳定方程(MSF)给出多层二分耦合网络的超拉普拉斯矩阵,并得到反映其同步能力的重要指标.其次分析了二分耦合网络在同步域有界和无界的两种情况下层数、二分耦合网络节点数、层间耦合强度和层内耦合强度对同步能力的影响.最后通过数值模拟和理论实践提出控制层数、二分耦合网络节点数、层间耦合强度和层内耦合强度等参数的策略,来实现优化多层二分耦合网络的同步能力,为工程技术人员在实际应用中优化其同步能力提供有效的方案.     

层间单向耦合星形圆环状网络的同步能力

多层复杂网络同步是网络科学研究的一个前沿方向,目前对多层复杂网络同步性的研究大多集中在无向多层复杂网络上,而更加贴近于实际的多层有向网络研究很少.首先根据主稳定方程(MSF)严格计算出M层层间单向耦合星形圆环状网络的超拉普拉斯矩阵的特征值谱,并得到反映M层层间单向耦合星形圆环状网络同步能力的重要指标,其次讨论了M层层间单向耦合星形圆环状网络在同步域为有界和无界的两种情况下同步能力与层数、节点数、层间耦合强度和层内耦合强度及中心节点耦合强度之间的关系.最后通过数值模拟给出了层间单向耦合星形圆环状网络同步能力的仿真图像,验证了理论结果的有效性.     

两个非线性耦合网络间的自适应同步

本文研究了带非线性信号连接的两个复杂网络间的同步问题,引入非线性耦合参数α来调节两个复杂网络的同步．若耦合参数不能保证网络达到外部同步,这里我们提出了一种自适应同步方式,通过此方式可以使两个复杂网络达到同步,最后通过简单的数值算例来阐述得到的理论结果,包括网络具有相同和不相同的拓扑结构两种情形．     

复杂动态网络的有限时间同步

复杂网络无处不在,同步是自然界中广泛存在的一类非常重要的非线性现象.过去10年,人们对复杂网络的同步开展了系统而深入的研究,包括恒等同步、广义同步、簇同步以及部分同步等.上述大部分结果中对同步速度的刻画往往是渐进的,只有当时间趋于无穷的时候,网络才能实现同步,而对于网络能够在多长时间内可以实现同步却知之甚少.作者以几类典型的非线性耦合的复杂动态网络为例,深入探讨了复杂动态网络的有限时间同步的规律.具体而言,基于上述几类典型的复杂动态网络,证明了在某些合适的条件下,网络能够在有限时间内实现精确同步.此外,用一个典型的数值仿真实例验证了上述有限时间同步的准则.有限时间同步有效地避免了网络只有在无穷时刻才能实现同步的问题,对网络同步的实际工程应用具有基本的现实意义.     

复杂网络连接的Chen系统的同步化

利用Chen系统的有界性和挤压性质,提出了一种新的研究网络同步化的方法．选取以N个Chen系统作为结点的4种复杂网络(环形网络、星形双向耦合网络、小世界网络、全局耦合网络)作为研究对象,理论推导得出网络中Chen系统同步需满足的参数条件．通过比较证明了小世界网络具有易于同步和结构简单的优点,数值仿真结果与理论分析相一致．     

开源设计网络社区的用户聚类研究

为了对开源设计网络社区中的用户进行细分研究,首先采用复杂社会网络技术建立了社区组织的复杂网络模型.其次,根据用户在社区中的三种行为设立了备选指标,并通过指标聚类的方法对指标进行筛选,保证了聚类指标的全面性和代表性.在此基础上,以OpenIDEO为研究案例,采用K-Means算法对该社区中的用户进行了聚类,根据聚类结果将用户分为了创新型用户、传播型用户和普通用户,并进一步分析了各类用户的特点及参与动机.聚类结果表明,所提出的聚类指标及算法可以清晰地识别出开源社区的用户类型及占比,为开源设计社区管理机制和激励措施的优化提供了准确的依据.     

脉冲控制下复杂网络的同步

主要考虑非对称耦合复杂网络的脉冲同步问题.通过构造Lyapunov泛函,设计合适的脉冲控制器,并利用时滞脉冲系统理论,给出了网络脉冲同步新的判别准则.数值模拟表明所得结果是正确的.     

一类节点数不同的不确定时空网络的指数外同步

研究了节点数不同的不确定时空网络的指数外同步问题.首先,基于Lyapunov稳定性定理,通过设计合理的控制器,实现了两个节点数不同的不确定时空网络的指数外同步.进一步确定了表示网络拓扑结构的耦合矩阵元和反馈强度的自适应律.最后,以一维Burgers系统和Logistic系统构成的时空网络为例进行了仿真模拟.结果表明,整个网络存在稳定的指数外同步现象.并且同步的速率依赖于可调参数,而网络节点数不影响整个网络同步的稳定性,说明该同步方案具有一定的普适性.     

复杂系统的泛系聚类方法

本文利用半等价算子ε_i和相等化算子δ_i研究了复杂系统的聚类问题;阐述了分析运筹复杂系统的δ(1,3)解耦原理、对偶转化原理和大系统分解原理;详细讨论了复杂系统的连通性与解耦性并提供了有关定理.最后,利用泛系聚类方法讨论了复杂系统的层次分析.     

具有多重权值的时滞复杂网络固定时间同步问题研究

文章研究了基于非周期间歇性控制的具有多重权值和耦合时滞的复杂网络固定时间同步问题.通过构建具有多重权值的复杂网络模型,并基于固定时间稳定性引理和矩阵理论,给出了实现复杂网络固定时间同步的充分条件.此外,文章设计了固定时间非周期切换控制器,获得了实现复杂网络同步的时间上界的估计值.结论证明了实现网络同步的时间与网络的初始状态无关,最后数值模拟说明了理论结果的正确性和有效性.     

耦合动力系统解的延拓性

近年来,人们对耦合动力系统的同步行为进行了大量的研究.在数学上,同步可以定义为:在耦合或者外力的作用下,两个或多个动力系统的行为随着时间趋于无穷而趋于一种共同状态的过程.因此,在讨论同步行为之前,必须首先解决一个关于解的延拓性的问题:对于给定的初始值,耦合系统的解是否可以延拓到正无穷,即解足否可以在无穷区间[0,+∞)上存在?提出了一个一般的耦合动力系统模型,并且证明了在QUAD假设下,该一般模型的解在区间[0,+∞)上存在.     

通过同步实现从混沌到有序的转变

本文旨在研究连续的混沌系统是否存在“混沌＋混沌=有序”的现象．证明了两个双向耦合的连续混沌系统在一些情况下可产生有序的动力学行为．作为例子，通过选取适当的耦合参数使Lorenz系统以及Chen和Lee引入的混沌系统同步，进而对同步系统的动力学行为进行了理论分析和数值模拟．结果表明，逐渐改变参数，系统实现了从混沌到有序的过渡．     

两个相互耦合网络的同步分析

本文旨在研究具有相互作用的两个网络间的同步及其控制问题.若各自网络的耦合矩阵在两个网络的连接矩阵的作用下使网络达到外部同步,则控制器消失;反之,则设计一个控制器,使两个网络达到同步.利用Lyapunov稳定性理论我们给出了同步条件,最后通过简单的数值算例来阐述得到的理论结果,包括网络具有相同和不相同的拓扑结构两种情形.     

神经元的形态分类和识别——2010年全国研究生数学建模竞赛C题论文

根据神经元的空间几何特征参数,研究神经元的空间形态分类方法,将神经元根据几何形态分类识别.首次提出利用模糊C均值算法(FCM)建立了模糊聚类分析模型,对所给的神经元样本进行了分类,这一模型用来对神经元进行分类比较合理,且计算结果准确.同时,还利用相关分析原理分析了不同动物神经系统中同一类神经元的形态特征有着很高的相似度.     

非线性耦合R(o)ssler系统的相位同步化

讨论了具有1:1和1:2内共振非线性耦合系统的混沌相位同步.通过引入混沌运动的相位定义说明对于不同的内共振系统,在相对小的参数下两个子系统的平均频率差接近于0,即在弱相互作用下两个振子相位同步.随着耦合力的增加,平均频率差有波动,与1:2内共振情形相比,在主共振条件下两个子系统平均频率差的波动较小,即使在弱作用下也是如此.线性耦合力的增加增强了相位同步效应,而非线性耦合力的增加使得两个子系统由相位同步向不同步转化,且相位动力学与Liapunov的变化有关,这也可以通过扩散云图来证实.     

分数阶复杂网络系统的滑模终端控制混沌同步

研究了两类复杂网络混沌系统的终端滑模控制问题,基于分数阶微积分,设计了分数阶非奇异终端滑模面和控制器,给出了严格的数学推理和证明过程,研究表明:适当的控制律下两类复杂网络混沌系统是终端滑模同步的.最后的仿真算例说明方法有效.     

时滞离散网络模型的动力学分析与同步

复杂网络广泛存在于日常生活,首先,给出几类标准的网络模型;然后,利用稳定性控制方法设计并实现了具有时滞与非时滞耦合的复杂网络模型快速控制;最后,通过构造优化Lyapunov函数,讨论其模型的射影同步问题,得到了系统全局稳定的条件和有效的控制器,以实例数值验证其方法的可行性。     

基于GARCH模型的CHIBOR行为实证分析

本文通过建立一个GARCH(1,1)模型对中国银行间同业拆借利率行为进行了实证分析,结果发现模型能很好的刻画一周同业拆借利率的行为,这说明我国的同业拆借利率具有波动性聚类的特点,存在很强的GARCH现象.