向量权重下无向网络的结构可控性分析

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本文档探讨了"2020期刊 - 矢量加权结构可控性:无向扩散网络中的子系统控制问题",发表在《IEEE 控制系统快报》(IEEE CONTROL SYSTEMS LETTERS) 第4卷第3期,由Han Gao和Guangchen Zhang共同署名。研究焦点在于考虑具有扩散耦合子系统的无向网络的结构可控性,每个子系统都遵循相同高阶单输入多输出动力学,但网络拓扑的连接权重是通过向量而非标量来表示的。 主要贡献在于,作者提供了关于这种特殊网络系统是否具有结构可控性的判断条件。结构可控性意味着即使网络中的交互链接权重被几乎所有的向量值替代,对应的系统仍然保持可控。论文证明,网络系统具备结构可控性的必要和充分条件是:所有子系统既必须是可控的也是可观测的,并且网络拓扑对全局输入可达性有要求。这些结论扩展到了更复杂的情况,包括多输入多输出子系统动态、矩阵权重的边,以及网络中包含有向和无向交互链接。 关键词:无向网络,扩散耦合,子系统控制,结构可控性,向量权重,全球输入可达性,多输入多输出系统,矩阵权重,有向与无向链接。 这项工作对于理解复杂网络系统的设计和优化具有重要意义,特别是在系统工程、自动化控制和网络理论领域,它提供了一种方法来评估和设计具有高度结构稳定性的网络系统,这对于确保系统的鲁棒性和响应性能至关重要。通过这个研究,工程师们可以更好地构建和分析实际应用中的网络系统,如电力系统、交通网络或分布式控制系统,以实现高效的控制策略和管理。