非一致多个体耦合系统的动力学性质及应用
批准号:
11401135
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
李祝春
依托单位:
学科分类:
常微分方程
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈继强、高瑜、茹立宁
中文摘要
本项目利用两类相互联系的非一致多个体耦合系统,Cucker-Smale类模型和Kuramoto类耦合振子模型,来分别探讨非一致个体的速度同步行为和频率同步行为。这里的“非一致”代表群体中个体成员的非均匀特征,如质量或惯性系数、阻尼系数及连接强度。它们为研究一些自然现象,以及工程中的相关问题,如多飞行器编队、电力网络系统等,提供了数学模型。本项目将结合Lyapunov能量方法、梯度不等式、网络和图理论,并运用有关的微分差分方程理论,来研究多个体耦合系统的渐近同步行为。本项目重点关注非一致Cucker-Smale类模型的速度同步行为,及非一致Kuramoto类模型的渐近频率同步性和平衡点吸引域等问题,为工程中的相关问题提供理论依据。
英文摘要
In this project, we will employ two classes of interrelated non-uniform multi-agent systems, Cucker-Smale type model and Kuramoto type model, to investigate the synchronous motion in velocity and frequency respectively. Here, “non-uniform” means that the agents in the systems have heterogeneity in some characterizations, such as mass or inertia coefficients, damping coefficients, and the coupling strength. These systems provide mathematical models for describing some natural phenomena and related problems in engineering, for example, the flying vehicle formation and power grids, etc. In this project, we will combine the Lyapunov energy method, gradient inequality, network and graph theory, and related theory in differential and difference equations, to study the asymptotic collective behavior of the systems. We mainly focus on the velocity synchronization in non-uniform Cucker-Smale type model and the asymptotic frequency synchronization and attraction region of phase-locked equilibria in Kuramoto type model. These studies will help to provide fundamental basis for related problems in the real world.
本项目以微分方程与动力系统的相关理论为中心,结合群体行为模型的相关分析方法,研究两类相互联系的非一致多个体耦合系统,Cucker-Smale类模型和Kuramoto类耦合振子模型,来分别探讨它们的渐近群体行为这一动力学性质。本项目重点研究了(1) 不同连接拓扑及概率框架下Cucker-Smale模型的全局成群或部分成群性质,(2) 利用解析梯度系统的相关理论研究了Kuramoto类模型的渐近同步性质,(3) 对于具有非常值自然频率的带有内在动力学行为的非一致Kuramoto 模型,建立了局部同步性的条件,(4)利用能量方法及梯度不等式方法,建立了一般连通性及非均匀阻尼条件下电网同步平衡点的吸引域估计。本项目已发表SCI论文7篇,并在Springer出版的专著中撰写章节1章。本项目的研究,不仅对群体行为的动力学建模和分析理论具有重要价值,同时,为工程中的相关问题,如电网系统稳定性等,提供理论依据。
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Formation, stability and basin of phase-locking for Kuramoto oscillators bidirectionally coupled in a ring
环双向耦合仓本振子的形成、稳定性及锁相池
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
Networks and Heterogeneous Media
影响因子:
1
作者:
[Xiaoxue Zhao, Zhuchun Li, Xiaoping Xue]
通讯作者:
Xiaoping Xue
On the Lojasiewicz exponent of Kuramoto model
关于Kuramoto模型的Lojasiewicz指数
DOI:
10.1063/1.4908104
发表时间:
2015
期刊:
Journal of Mathematical Physics
影响因子:
1.3
作者:
[Li Zhuchun, Xue Xiaoping, Yu Daren]
通讯作者:
Yu Daren
Uniqueness and well-ordering of emergent phase-locked states for the Kuramoto model with frustration and inertia
具有挫败性和惯性的 Kuramoto 模型紧急锁相态的唯一性和有序性
DOI:
10.1142/s0218202516400054
发表时间:
2016-02
期刊:
Mathematical Models and Methods in Applied Sciences
影响因子:
3.5
作者:
[Li Zhuchun, Ha Seung-Yeal]
通讯作者:
Ha Seung-Yeal
On the Cucker-Smale flocking with alternating leaders
关于 Cucker-Smale 与交替领导者的聚集
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
Quarterly of Applied Mathematics
影响因子:
0.8
作者:
[Li Zhuchun, Ha Seung-Yeal]
通讯作者:
Ha Seung-Yeal
Cucker-Smale flocking with randomly failed interactions
Cucker-Smale 聚集,相互作用随机失败
DOI:
10.1016/j.jfranklin.2014.12.007
发表时间:
2015-03-01
期刊:
JOURNAL OF THE FRANKLIN INSTITUTE-ENGINEERING AND APPLIED MATHEMATICS
影响因子:
4.1
作者:
[Ru, Lining, Li, Zhuchun, Xue, Xiaoping]
通讯作者:
Xue, Xiaoping
共 7 条
集群动力学与群体智能中的相关问题研究
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批准号:12371509
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项目类别:面上项目
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资助金额:43.5万元
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批准年份:2023
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负责人:李祝春
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依托单位:
图引导的连续时间Cucker-Smale模型的同步行为研究
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批准号:11126220
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项目类别:数学天元基金项目
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资助金额:3.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李祝春
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依托单位:
国内基金
海外基金