■ 在当今的大数据时代,复杂网络化系统由于其较高的鲁棒性、灵活性等优势已经逐步引起国内外学者的广泛关注。鉴于复杂动态网络在工业控制、航空航天、机器人等领域中的广泛应用,群集行为作为复杂网络的基本问题具有非常重要的研究意义。
对复杂网络进行深入细致的研究, 往往需要获取节点的动态信息。然而,由于网络节点数量过于庞大,很难获得所有节点的有效信息。与此同时,考虑到数据在通信信道中进行交换和传输时,由于网络连接状态不稳定、数据包容量或数量限定以及数据处理速度有限等通信限制,不可避免地会产生数据丢失、量化、带宽受限、通信延时等现象。故在通信受限情形下,如何设计有效的分布式通信协议和控制方案具有十分重要的理论与实际意义,这也是复杂网络研究中一个亟待解决的难题。
《通信约束下复杂网络系统的群体行为》主要针对通信受限情况下存在的量化、带宽受限、延时、节点失效等现象,研究复杂动态网络的群集行为。
首先,对存在任意通信延时的线性以及非线性多智能体网络,设计对延时具有鲁棒性的一致性协议,证明在所给的一致性协议下,具有任意通信延时的多智能体网络均能达到一致。
其次,研究带有量化和延时的多智能体网络一致性问题。严格证明当存在通信延时和一致量化信息时,多智能体网络会达到实用一致性,即多智能体系统会收敛到一个与延时和量化参数有关的区间,进一步给出量化和延时如何影响系统性能的显式表达式。
然后,分别针对带有通信延时的连续和离散多智能体网络,设计基于事件触发通信机制的控制策略,研究多智能体网络的一致性。其中,对于连续网络模型,证明所提出的事件触发控制策略可以从根本上杜绝Zeno现象的发生。此外,针对带有通信延时的多智能体网络,设计分布式通信协议,分别研究网络模型的有限时间和固定时间一致性以及二部一致性。
随后,研究存在输入延时的复杂网络同步问题,给出网络实现同步的充分条件。
最后,针对多智能体网络中的节点失效问题,设计一种有效的一致性恢复策略,在减少信息损失的同时降低了节点失效对一致性带来的不利影响。
本书适合于从事复杂网络动力学研究的高年级本科生、研究生与学者阅读, 也可作为相关领域的研究者的参考书。
作者简介
卢剑权,东南大学教授,应用数学和网络空间安全专业的博士生导师,德国洪堡学者,IEEE高级会员,TCCT逻辑系统控制学组秘书长。研究方向为复杂网络群体行为、布尔控制网络等,在SIAM J.、Nonlinearity、Automatica和IEEE汇刊发表论文70多篇,30余篇入选ESI高被引论文。2018~2020年入选科睿唯安“全球高被引科学家”,2015 ~2020年连续5年入选Elsevier中国高被引学者榜单;获得江苏省科学技术二等奖(排1)、一等奖(排2),江苏省数学成就奖。
入选教育部新世纪优秀人才,江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人。主持自然科学基金项目3项,江苏省杰青、霍英东基金等省部级6项。任SCI刊物JFI、NEPL和NCA等编委,《系统科学与数学》《控制与决策》编委会委员,SCIENCE CHINA: Information Sciences等3个SCI期刊的客座编委。
李露露,合肥工业大学数学学院副教授,硕士生导师,主要从事非线性动力学系统分析与控制、神经网络动力学分析等领域的研究工作,主持国家项目两项,发表SCI论文30余篇,其中4篇论文入选ESI高被引论文。2018年获得第三届安徽省青年数学奖。
何永昌(Daniel W. C. Ho),香港城市大学数学系讲座教授、博士生导师。曾任科学及工程学院助理院长、科学学院副院长,现任数学系署理系主任。分别于1980年、1982年、1986年在英国索尔福德(Salford)大学获学士、硕士及博士学位。2012年被教育部聘为南京理工大学“长江学者奖励计划”讲座教授。2017年IEEE会士。主要致力于分布式网络化系统等方面的研究工作,先后主持37余项科研项目,合作出版著作2部,发表SCI检索国际杂志论文250余篇,入选第一届、第二届“中国百篇最具影响优秀国际学术论文”,获Asian Control Conference 2011最佳论文奖。2014~2020年入选科睿唯安“全球高被引科学家”,2021年入选引用次数最多的前2%科学家。目前担任多个国际期刊的编委,如IEEE Trans of Neural Networks and Learning Systems,Neural Networks, Asian Journal of Control, Journal of Franklin Institute,IET Control Theory & Applications。
曹进德,东南大学首席教授,博士生导师,四川大学博士,香港中文大学博士后,享受国务院政府特殊津贴,全国创新争先奖获得者,俄罗斯工程院院士,欧洲科学院院士,俄罗斯自然科学院院士,联合国科学院院士,非洲科学院院士,立陶宛科学院院士,欧洲科学与艺术院院士, 巴基斯坦科学院院士,国际系统与控制科学院院士,IEEE Fellow,全球高被引科学家,江苏省高校“青蓝工程”科技创新团队负责人,江苏省“333 高层次培养工程”领军人才,江苏省首届十佳研究生导师。
获首届全国创新争先奖,江苏省333工程突出贡献奖,俄罗斯自然科学院金质奖章,国际Obada奖,Thomson Reuters首届中国引文桂冠奖,江苏省科学技术一等奖(排1),Thomson Reuters 卓越研究奖,教育部自然科学二等奖(排1)等。
长期从事复杂网络与复杂系统、神经动力学与优化、工程稳定性等研究,先后主持国家重点研发计划项目和课题各1项,国家自然科学基金项目9项(含重点项目1项),教育部博士点基金3项,项目成果作为国家自然科学基金项目成果巡礼写入国家自然科学基金委2009年年度报告。ESI高被引论文近百篇,H指数110,2006~2020年期间8篇论文获中国百篇最具影响优秀国际学术论文。

(本期编辑:王芳)

