智能变结构控制：时变内耦合复杂网络同步策略

"这篇论文是2010年发表在《控制理论与应用》杂志第27卷第2期上，由杨跃泉、余兴火2和张天平1共同撰写，研究了时变内耦合复杂网络的平衡态同步问题，并提出了SMART变结构控制器的设计策略。该策略利用节点混沌动力学的各态历经性，无需线性化或其他理想假设，实现了网络动态行为向全局吸引区域的趋近，从而达到平衡态的渐近同步。实验部分基于三种不同拓扑结构的Lorenz节点动态进行了仿真，验证了控制方案的鲁棒性和有效性。" 文章深入探讨了复杂网络同步控制这一当前研究热点问题，特别是针对具有时变内耦合结构的复杂网络。时变内耦合意味着网络中节点之间的相互作用随时间变化，这给同步控制带来了额外的挑战。论文提出了一种创新性的SMART（Self-adaptive, Monitoring, Adjusting, Resilient, and Timely）变结构控制器设计方法，它不依赖于传统的线性化处理或理想假设，而是基于网络节点混沌动力学的各态历经性原理。 各态历经性是混沌系统的一个重要特性，它表示单个长时间轨迹可以反映系统整体统计性质，使得即使在非线性和不确定性环境下，仍能设计有效的控制策略。论文中的SMART控制器设计就是利用这一特性，构建合适的滑模面，使得网络动态能够稳定地趋近于设定的全局吸引区域，从而达到平衡态同步。 滑模控制是一种鲁棒控制策略，它通过设计一个滑动模式，使得系统状态能够沿着这个模式滑动，最终达到期望的稳定状态。SMART变结构控制器通过自适应调整，监测网络状态并实时响应，以确保控制效果。通过针对不同拓扑结构的Lorenz节点动态的仿真，论文证明了所提出的控制方案不仅对网络内部结构变化具有良好的适应性，而且在面对外部扰动时也能保持系统的稳定同步。 总结来说，这篇2010年的论文提供了一种新颖的控制策略，解决了时变内耦合复杂网络同步的问题，对于理解和设计复杂网络的控制算法具有重要的理论和实际意义。这一工作为后续研究提供了新的视角，有助于进一步推动复杂网络理论的发展和实际应用，如在电力系统、交通网络、通信网络等领域的控制问题。