TrueTime网络环境下复杂系统一致性的仿真(2)
4．3 一致性算法仿真结果 20
4．4 总结 29
5 全文总结与展望 30
5．1 总结 30
5．2 展望 30
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 绪论
1．1 引言
近年来复杂网络理论与应用的研究受到人们的广泛关注。一致性是复杂性科学研究中得一个核心问题，其研究中的一个基本环节就是如何对复杂系统的进行仿真。另一方面，在实际应用系统中，有时需要利用网络环境作为节点间的通信媒介。网络通信的引入为复杂网络应用的推广提供了新思路，本课题主要是建立一个基于网络化通信的复杂系统一致性仿真平台，结合现有的复杂系统一致性烦人判定方法，将基于一般网络通信的由多个智能体组建的复杂网络的动态行为可视化地表现出来，并进一步观察网络参数的改变对于系统一致性的影响，为进一步研究复杂网络的本质特性提供参考。
1．2 复杂系统研究背景
近年来，在工程项目和产品设计中，研究对象往往是复杂系统。复杂系统的构成元素不仅数量大，而且种类也很多，它们之间的关系又很复杂，往往还有包含多种层次的若干子系统，子系统之间存在各种关联，关联方式具有非线性、不确定性和模糊性等[1]-[3]。复杂系统在现实生活中的应用十分广泛，比如，自治飞行器系统，多个机器人的协调控制系统，先进的自动监视系统等等。近年来, 复杂网络研究正渗透到数理学科、生命学科和工程学科等众多不同的领域，对复杂网络的定量与定性特征的科学理解已成为网络时代科学研究中一个极其重要的挑战性课题[4]。
在复杂系统网络中，一致性问题是非常有现实意义的理论问题。在一个复杂系统中，协调控制要想最终达到设定的目标，首先要求个体之间对给定的信息能够达成一致。我们长期以来一直对复杂系统进行着深入研究，其主要目的就是要把一个复杂的网络系统通过一些简易的个体之间的相互协作来完成单个个体无法独立完成的复杂任务，这也是研究人员现阶段迫切需要解决的问题。生物界中的许多群体行为，例如秋天鸟的成群结队的迁徙、鱼群结队寻找食物、蚂蚁搬家、蜜蜂选择巢穴等等。有效的合作控制能够应对无法预测的情况和突然变化的环境。因此，一致性问题已经成为控制科学领域研究的重要课题，同时也为其他相关科学领域发展提供了坚实的理论基础[5]。
1．3 复杂系统研究方法
面对复杂系统，人们是如何进行分析和研究的呢？一种方法是利用计算机仿真的方法通过模拟复杂系统中个体的行为，让一群这样的个体在计算机所营造的虚拟环境下进行相互作用并演化，从而让整体系统的复杂性行为自下而上的“涌现”出来。这就是圣塔菲（Santa Fe）研究所研究复杂系统的主要方法。我们不妨称这种方法为自下而上的“涌现”方法。另一方面，人脑面对复杂系统可以通过有限的理性和一些不确定信息做出合理的决策，得到满意的结果，因此，研究人脑面对复杂系统是如何解决问题的则是另一种“自上而下”的解决问题的方法，我们不妨称这种方法为“控制”方法。
1．6 总结
随着多个体分布式系统的广泛应用。一致性问题作为协调控制的理论基础,在计算机以及物理一控制工程等各个领域都发挥着重要的作用。在复杂系统系统的研究中,我们遇到最大的问题就是如何设计简单控制协议,以便更好的达到一个预定的群体行为。目前,一致性问题在生物学,物理学,系统与控制科学等领域普遍存在。但一致性问题研究水平还处于初级阶段,仍有很多问题巫待解决。
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