状态依赖时滞耦合拥塞控制系统的振荡与同步
结题报告
批准号:
11502168
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
张舒
依托单位:
学科分类:
A0702.非线性振动及其控制
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋汉文、孙艺瑕、栗鹏、姜乃晶
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中文摘要
本项目为应用基础性研究,针对含有状态依赖时滞的计算机网络拥塞控制系统,通过(1)计算机网络中以状态依赖时滞为中心的复杂非线性动力学机制;(2)状态依赖时滞耦合网络的同步与去同步;(3)通过状态依赖时滞耦合的机械网络与计算机网络的稳定性与同步优化这三个科学问题的研究,深入认识计算机网络复杂动力学产生的机制,重点探索网络拓扑结构参数化的方法并完善状态依赖时滞系统的数值分岔算法;建立通过状态依赖时滞耦合的无线计算机网络和机器人网络的动力学方程,初步形成对耦合了计算机网络的机械网络进行分析和优化的方法。在本项目中,动力学的研究是基础,对状态依赖时滞的处理是关键,深刻认识状态依赖时滞耦合的计算机网络系统的复杂动力学及其机理、建立时滞同网络拓扑结构与网络同步模式之间的关系是本文研究的主要目标,这些研究将有助于对通过计算机网络进行通信和控制的机械网络设计恰当的控制并获得所需要的协同运动行为。
英文摘要
This project, which studies the system of Internet congestion control with state-dependent time delay, is a fundamental research in both theory and application. Based on the investigation on the following three scientific problems: (1) the mechanism of complicated dynamics induced by state-dependent delay in Internet; (2) synchronization and de-synchronization of state-dependent delay-coupled network; and (3) stability, synchronization and optimization of mechanical networks coupled with computer networks, we propose to further understand the origin of complicated dynamics of Internet and study the approach of parameterizing the network topology as well as developing the efficient algorithm of numerical bifurcation analysis for system with state-dependent delay. Also we plan to establish the equation of dynamics for state-dependent delay-coupled robot and wireless computer networks and then develop the method for analyzing and optimizing the coupled mechanical and computer networks. In this project, the research on the dynamical behavior of various network systems plays the fundamental role and the key problem is the treatment of state-dependent time delay. The main target of this project is to fully understand the mechanism of complicated dynamics of state-dependent delay-coupled computer networks and to uncover the relation among the delay, the network topology and various patterns of network synchronization. These results will help us to design the appropriate control scheme and obtain the desired collective motion of mechanical networks whose communication and control are realized through computer networks.
本项目为应用基础性研究,针对含有时滞特别是状态依赖时滞的计算机网络拥塞控制系统,通过(1)计算机网络中以状态依赖时滞为中心的复杂非线性动力学机制;(2)时滞耦合计算机网络的同步与去同步;(3)机械系统的复杂非线性动力学与机器人网络的轨迹跟踪这三个科学问题的研究,深入认识计算机网络复杂动力学产生的机制,重点探索动态路由算法参数化的方法;在明确机械系统复杂非线性动力学的基础上,借鉴计算机网络拥塞控制的研究方法与结果,建立机器人网络的动力学方程,初步形成对机器人网络协同轨迹跟踪问题进行分析和优化的方法,为进一步研究计算机网络与机械网络耦合系统的研究奠定理论基础。针对Internet拥塞控制系统最优平衡态与拥塞态的切换问题,发现基于最短路径的动态路由可能会引起拥塞,在此基础上给出了基于链路占用率的动态路由拥塞控制算法的动力学模型并提出了参数的选择条件;将含状态依赖时滞的窗口-队列耦合动力学模型简化为振动方程,利用数值分岔分析解释了前期研究中发现的多稳态现象。针对高维拥塞控制系统的振荡性拥塞控制问题,提出利用对称性抑制同步振荡的方法,明确了两种不同的同步抑制机理,给出了星形网络链路带宽设计应满足的条件。作为应用,研究了机械系统的复杂非线性动力学与机器人网络的轨迹跟踪问题,基于非线性动力学理论提出结构参数的选择方法和选择理想时滞参数的判据;针对机器人网络的高精度控制问题,设计了考虑动态摩擦补偿的自适应控制器和考虑未知环境扰动的神经网络控制器。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.neucom.2017.05.023
发表时间:2017-11
期刊:Neurocomputing
影响因子:6
作者:Zhang Shu;Xu Jian;Chung Kwok-wai
通讯作者:Chung Kwok-wai
Suppression of oscillatory congestion via trunk link bandwidth and control gain in star network
通过星形网络中的主干链路带宽和控制增益抑制振荡拥塞
DOI:10.1007/s10483-019-2411-9
发表时间:2018-12
期刊:Applied Mathematics and Mechanics (English Edition )
影响因子:--
作者:Wang Sainan;Zhang Shu;Xu Jian
通讯作者:Xu Jian
THE FILIPPOV EQUILIBRIUM AND SLIDING MOTION IN AN INTERNET CONGESTION CONTROL MODEL
互联网拥塞控制模型中的FILIPPOV平衡与滑动运动
DOI:10.3934/dcdsb.2017058
发表时间:2017
期刊:Discrete and Continuous Dynamical Systems-Series B
影响因子:1.2
作者:Zhang Shu;Yuan Yuan
通讯作者:Yuan Yuan
DOI:10.1142/s0218127418500050
发表时间:2018-03
期刊:International Journal of Bifurcation and Chaos
影响因子:2.2
作者:Zhang Shu;Yuan Yuan;Xu Jian
通讯作者:Xu Jian
Neural network control of networked redundant manipulator system with weight initialization method
权重初始化法网络化冗余机械臂系统的神经网络控制
DOI:10.1016/j.neucom.2018.04.039
发表时间:2018-09
期刊:Neurocomputing
影响因子:6
作者:Jiang Naijing;Xu Jian;Zhang Shu
通讯作者:Zhang Shu
并联加工机器人时滞非线性动力学与高精度-高速数据驱动协同控制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    张舒
  • 依托单位:
Internet大范围拥塞等效时滞动力学模型和在线学习控制
  • 批准号:
    11872277
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张舒
  • 依托单位:
国内基金
海外基金