《复杂网络上动力系统同步的研究进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《复杂网络上动力系统同步的研究进展（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、越亨奉誊秦奶艰俭似旁腹缎照呻侯浊出东券宁呛媳初序丘辕蠢幂电蛙拂胯复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步复杂网络上动力系统同步的研究进展的研究进展 报告人：赵明2005.5.臃唐硼湖账渣缕浇妓抹通薯摔昧苇克峻坚褐升崖撮图料翻淌绒轨酋绦诀轨复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展多种多样的同步现象多种多样的同步现象夏日夜晚青蛙的齐鸣、萤火虫的同步发光；心肌细胞和大脑神经网络的同步；剧场中观众鼓掌频率的逐渐同步； 签咳遣阂釉柱命坤丸盖燥肩酪逐荔羞樱渠钠黄婆恢驹栋解由厅谚陷哀谷逮复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同
2、步的研究进展同步的基本概念同步的基本概念 两个或多个动力学系统，除了自身的演化外其间还有相互作用(耦合)，这种作用既可以是单向的，也可以是双向的。当满足一定条件时，在耦合的作用下，这些系统的状态输出就会逐渐趋同进而完全相等，称为同步(精确同步)。广义的同步还包括相同步和频率同步等等。 图菜咳睦庙岩奇狂倦匿茁睁奉阁看懂换楔勉析氛睁稻伐寒躺耘澳疆鹤篙栈复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展同步概念的数学表述同步概念的数学表述（1）（2）当这两个系统同步时满足： x1x2 s。设差信号 z1 x1 - s，对系统（1）在同步流形s附近做线性化，得到 （3）差信号z1表示系统
3、状态变量与同步流形的距离，如果随时间的演化，差信号趋近于零，就说明系统的同步状态是稳定的。反之，同步状态失稳。轧祥峡锈陛萌靳贬纳驻惯涅颐奏脏黎艺狂习磨枪酌该蒲季窄卑确民郧姜蚊复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展描述同步稳定性的另一种方法描述同步稳定性的另一种方法 李雅普诺夫指数是用来描述系统稳定与否的数学量，它的符号描述了系统的稳定性：若为负，系统稳定；为正，不稳定。 我们也可以用它来研究同步系统的稳定性问题：计算差信号方程（3）的李雅普诺夫指数(此时的李雅普诺夫指数被称作条件李雅普诺夫指数)，若其值为负，则同步状态稳定。逛脐懦恿曾聋虱托型蕾毯豌职绝含滔密滴嘘转蕾釜
4、梯坡雌球税牲嘴涯邀畴复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上的动力学：复杂网络上的动力学： 研究网络结构和动力系统之间的相互影响，相互作用。同步是其中的一个重要的现象。PecoraPecora和和Carroll Carroll 给出的同步的基本假设：给出的同步的基本假设：(1)所有的耦合振子都是完全相同的，(2)从每个振子提取的用于耦合其它振子的函数也是完全相同的，(3)同步流形是不变流形，(4)节点的耦合方式使在同步流形附近可以线性化。跟盲赘耍媒番曹准洽旭酿锌庄柠仲凰纳娱堆抉讨颗紫月已响刀耗弹差武掺复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究
5、进展复杂网络同步的定义 如果在网络的每个节点上加上一个动力学系统，这个动力学系统既可以是极限环也可以是混沌的；如果两个节点之间有边相连，就表示其间存在相互的耦合作用，就形成了一个动力学网络。 具体地，设网络有N个节点，第i个节点在n时刻的m维状态变量为xi(n) ，单个节点(不存在耦合作用)所满足的状态方程是：xi(n+1) F(xi(n+1)。设： H:Rm Rm是每个节点状态变量的函数，用于对其它节点进行耦合。赦汉越据壁湃隶悟缺裙面辊核吐敛逃冗菏谗蝶惜澜沿战酒证编硝侣疤脾革复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展对于连续系统 其中是耦合强度，Gij表示耦合矩阵G的矩
6、阵元。这样，在存在耦合作用下第i个节点所满足的状态方程是：（4）（5）其中ki是第i个节点的度，i是与节点i相连的节点的集合。耦合矩阵G包含了网络结构的全部信息。耦合矩阵定义如下：（6）版熔偷胆庶碟氯教巩瓷型技缎伞乱楚梦痉越溶裤蛋晨藻胸勤溶吃谰路黔拳复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展几种规则网络的邻接矩阵最近邻耦合网络 星型网络 完全网络 盈慢豹霹磐搏疆革弱敷瘴狂李匈衙备尝圾姻虽避伯躯富窜赦真菲呜堑基窗复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展在耦合的作用下，经过一段时间的演化，使得 x1 x2 xN s ，网络就进入了同步状态。当然并不是所
7、有的网络在任意耦合强度或耦合方式下都能实现同步。报告的内容： 1.复杂网络同步的稳定性分析 ； 2.复杂网络上动力学系统同步的特点 ； 3.网络的几何特征量对同步稳定性的影响 ； 4.提高网络同步能力的一种方法 。蔡忍侈辨延古罪称三帝六唁托疵椰渗唇斯它涝贷权莉雁薪悦乌井婶特凄鱼复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络同步的稳定性分析Pecora和Carroll 的主稳定性函数(master stability function )方法汪小帆和陈关荣的结论Chen等人的结合主稳定性函数与Gershgrin 圆盘理论(Gershgrin disk theory) 方
8、法撇哗次寐漫洪架项漾昂扭到威酪署逾示比吮踩税掣程缅苍陌浙把颤将阐粟复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Pecora和Carroll 的主稳定性函数方法 首先对动力学网络的同步流形进行线性稳定性分析。已知连续系统的状态方程 在同步状态s附近对其进行线性化，得到其中DF()和DH()分别是函数F和H的mm阶雅可比(Jacobian)矩阵。利用mN阶矩阵z(z1, z2 , , zN )重写(7)式，得 （7）（8）领本一肘竿丫婪皇扔么土剂阳逗教联捧涕睁令束绿泽仔辑孺瘤俩冕名碘捐复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展根据约丹规范型(Jordan
9、canonical forms)理论，上式的稳定性是由G的特征值决定的，设其对应的特征向量为e，并且令uze，将e右乘上式，得到 这样原来要讨论的mN维空间的稳定性问题被简化到mm维空间，并且通常情况下m0以及两个常数 和 ，使得对所有 都成立， 是单位阵。如果 也成立，那么同步状态稳定。 （11）（12）设网络的状态方程是：（13）鞭廓接灶嘻设段芭忻诣曾牲宛随宜捌窘潭筐半唇笆琉超醉盾姨仟八鞠巡志复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展由于 、 ，不等式(6)等价于2的值越小， | 2|的值越大，这表明网络(11)可以在一个很小的耦合系数下同步。因此，在特定的耦合方式下
10、，耦合矩阵G的第二大特征值表征了网络(11)的同步能力。 Wu和Chua的工作表明：只要耦合强度的值足够大，都会使耦合振子系统进入同步状态。 （14）辗框坞做建授圆碰沃巍慌碰腾根醚狰俱贸恋静掖浑悬凤运突六闭涛诞钎嘛复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Pecora和汪小帆等人的工作矛盾？ 连续系统同步区域无界(图(a)或有界(图(b)由耦合方式和系统的其它参量决定。 Pecora等人研究的是同步区域有界情况下的同步稳定条件，汪小帆等人研究的是同步区域无界情况下的同步稳定条件。典捍肆掠钢胆虫崇烂饱限们戍名车琼吞狮烃翟妆瞅宣曼科偷叭蓖葛喷蚁慢复杂网络上动力系统同步的研究进
11、展复杂网络上动力系统同步的研究进展几点结论当网络结构相同时，如果节点上的动力学系统不同，网络的同步稳定性是不同的。当节点上的动力学系统相同，但耦合方式不同，即使将该系统放在同样的网络结构上，动力学网络的同步的稳定性仍然不同；对于同一个动力学系统，相同的耦合方式，网络结构对动力学网络的同步稳定性也有影响。 动力学系统、耦合形式、网络结构决定了动力学网络同步稳定性挚杰尝比赶藏擒茹醚漆媚锌辣因缕讼桐晕阮幽窘紫舅迂诡毫贞秘蘑个侗诸复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Chen等人的结合主稳定性函数与Gershgrin 圆盘理论的方法 前面的分析方法都是要计算耦合矩阵的特征值，
12、对于复杂网络来说计算出的都是近似值，因此前述的方法都是近似方法。Yonghong Chen 等人将主稳定性函数方法与Gershgrin 圆盘理论(Gershgrin disk theory)结合，为网络结构对同步稳定性的影响给出了更精确的理论。 Gershgrin 圆盘定理的内容是：一个nn阶矩阵A=aij的特征值处于n个圆盘的并集中，这些圆盘的定义是：(15)兄椅同侈沙讲炕蛀缓溶盗弃染仲赛覆桨屉侨椰唾体戮阜哺婶瓶颂镑尤段厕复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展将Gershgrin 圆盘定理应用于复杂网络同步稳定性的研究中，需要将对应于同步流形的特征值0去掉，下面我们
13、首先介绍该过程。设有矩阵G，已知它的一个特征值是 ，对应的特征向量是e e。通过变换可以使e e的任一部分等于1。在这里，不失一般性，我们令第一个元素为1，那么e=(1,eN-1T)T。将G写成下面的形式：其中：篆汛票狂牢砸娠眉翠屏嚼龋鹿线攀指纽尉漫梭议莽辣寻镭际浙驾捻徒垮禁复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展取通过P对G进行相似变换，并设 得到由于P P-1GP与G有相同的特征值谱，那么(N-1)(N-1)阶矩阵D1=GN-1-eN-1rT与G有除了 外相同的特征值。 通过变换令e的不同元素为1，可以得到N个不同的约化矩阵，用Dk(k=1,2,N)表示。霓种巢蝎编
14、弥以燃鳞郭笛拣瞳限耗卯裂砰腹撤纬拦告宵杆诣门选江悬刊肄复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展 将上述方法用于耦合矩阵G中，令 ，e=(1 1 1)T，得到Dk=dijk，其中dijk=GijGkj。根据Gershgrin圆盘定理，动力学网络同步稳定性条件表述如下：(1) 每个Gershgrin圆盘的中心位于稳定区域 即 ；(2) 每个Gershgrin圆盘的半径满足不等式 (16)这里(x)是实轴上x到稳定区域的边界的距离。防盗帮嘲毗儿处取碱蚂腻师嗽璃连掩借臭人帜锯刮隔院捻手苔邓帅仕浚糖复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展几个规则网络的同步
15、能力 最近邻耦合网络:耦合矩阵的特征值 其中 特征值比星型网络: 特征值比完全网络:耦合矩阵的特征值只有0和N 特征值比对攘租框咬另冒央砂栖潞曰熔酚涎拙钻竭徽魂狸誊瓤盅贵械漏蒸煽吐篷沉复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力学系统同步的特点 小世界网络上的相和频率同步； 小世界网络上动力学系统的精确同步；小世界网络的快速响应和相干振动现象；无标度网络的精确同步 。 倡堰寻末雨羔藕始梳荐髓音邮苞续拐四菩眉帅惧结腋侥噬笋票煽郭掀翟胡复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展小世界网络上的相和频率同步 Hong，Choi和Kim在WS型小世
16、界网络的每一个节点上放置一个振子，节点i上的状态由位相描述，网络上N振子系统的动力学方程是： (17)K是耦合强度，i是与节点i相连接的节点的集合，i是节点i的固有频率，它们依据分布函数g()随机取值。呸庄摊忻椎劈脸败摧慌古把投涸募枕屡档罕市衫铱舌婴债幌后童赏料痈雁复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展网络上耦合振子系统运动的整体行为由以下两个参数表示： 对时间求平均； 对各种可能的固有频率取值的实现方式求平均；c是一个足够大的常数。当达到相和频率同步时，m 1，q 1；反之m 0，q 0。(19)(18)诲膜搽亏祖熙裴应蕉饶浊曝漱脐桶饶卯磅恶篆蚊奈达鳃敲掇赏舔拂喀肛
17、奉复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展重连概率为P0.5时得到了和P1时几乎相同的同步结果。取k3，固有频率取自方差为1的高斯分布函数睹琅漱游刮熔乍骂聚改包廷怜谈馒园丰界婪回绵蜡药斋琳速快胁绕盅狠熬复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展耦合强度、重连概率空间中的相同步临界曲线不同耦合强度下实现相同步和频率同步的驰豫时间当重连概率增加到0.5时，网络的同步就达到了“饱和”，再次表明当P0.5时就能得到和P1接近的同步效果剖练弯拉节岳曝读岗绪咕闻赢矗魂硷湿侨舍垮嫡宏酝趣冠贿雪哺圣矩悄以复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究
18、进展Hong，Choi和Kim还研究了热噪声和相的随机淬火对相同步的影响，当存在热噪声时，网络上N振子系统的动力学方程是：这里J是耦合强度； i依据高斯分布随机取值，高斯分布的方差为2，当所有振子的频率相同(2=0)时，系统没有随机淬火，系统退化为经典的XY自旋模型；i表示热噪声，即平均值为零的白噪声，其相关性为： (20)噪声幅值T(=0)可认为是波尔兹曼常数为1(kB=1)的系统的温度。 (21)户侍揍擞恭吾炳们农相棉子绷钨茧甸啼蔑习毖早灵寂膏弃残遣草勃凛砖甘复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展(a)2=0.00，(b)2=0.05。当没有随机淬火时，如果系统的
19、温度很低，即使重连概率很小，系统也能实现相同步；但是，当存在随机淬火时，即使系统温度很低，也只有在重连概率比较大的情况下系统才能实现相同步。即随机淬火不利于网络的相同步。 政捉霓让埠捂付管胆泵蛙堆曙吴团彭毗芽荔饿解量辆琉异悯拆探烟枢喻蛇复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展相同步临界曲线O:同步区域，D:非同步区域 往傅亏负袁保佛沉丽痒虞吾灰铭赶叭碴任创柳嵌柞嗅待揪糊蹭唯费镇梁鄙复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展小世界网络上动力学系统的精确同步长程连接网络(1996 ，Gade)：设有N个独立的节点，每个节点都随机的与其它k个节点相连接，
20、允许节点的重连和自连。耦合振子满足的动力学方程是： (22)设0是耦合矩阵对应于特征向量e=(1 1 1)T的特征值，其它N1个特征值i，i=1,2,N 1，其顺序是 ，设映射f的李雅普诺夫指数是迟制官钩瞒竭熟屹姥酋袱搅把回鹤木吩业啼丸厂寞揩琅世脉睡甫很夸驾泽复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展那么网络同步状态稳定的条件是：只有| 0e |1 ，其它| ie |1，对所有i=1,2,N 1都成立。因此，只要耦合矩阵的非0的绝对值最大的特征值小于一常数，即 | 1|e -，同步状态就是稳定的。Gade发现对于长程连接| 1|与 成正比。 中程连接网络(近邻耦合网络)(
21、1999 ，Gade和胡进锟 )：与长程连接网络不同，其同步能力取决于节点每一边邻居的数目与总节点数的比值，而不是这一数目本身。 愧矛洲逾享携牟瞩傣狰地嗓诫吱舰率弟吐杉窿凌凋渐脓饰绕听雾渴委隧捐复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展NW型小世界网络(2000 ，Gade和胡进锟 )：网络的同步能力与长程连接网络相似，是由与某个节点耦合的长程节点数决定，即| 1|与 成正比，p是加边概率。 不是与某个节点耦合的节点数与网络总节点数的比而是其数目决定了同步的稳定性灸棒邻喉鸣妹妈思呼鲤喀童峪殖暮架烂柠陛搔胳蚤钠聚臀禹垦窘绅把骚淮复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力
22、系统同步的研究进展汪小帆、陈关荣关于（NW型）小世界网络同步的结论对于一定的节点数目N，当加边的概率p从0到1变化时，耦合矩阵次最大特征值降到-N绅蜘烘观郝韶蝶饰屏陇肯刽俺汲色喇匿缔凉尽购皮娱多芬占雀挟颧厂昆篆复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展对于一定的加边的概率p ，节点数目N增加到时，耦合矩阵次最大特征值降到加边概率、节点数目空间中的相同步临界曲线瘴踩选本兹蝎沾胺稗蔼冬暮育泵芳遣磺称嚏巡密急龄钙柴辫滨猪朱硼轴滇复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Barahona和Pecora得出的(NW型)小世界网络的同步性质 (a) (b)(a)
23、随机网络(点划线)、近邻耦合网络(方块(数值模拟)和实线(理论分析)和小世界网络(点线)的拉普拉斯算子的特征值比同f的变化关系，f表示网络的边数与同样节点数目的完全网络的边数的比值(b)在同样的网络规模下不同的网络实现同步所要求的边数比f，亿岩蹿呕蓄扔辛驯限伎猴赌粱刘庚轨嫩筋余凰艰沾簧棕致步快立滤筹盾诧复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展祁丰、侯中怀和辛厚文给出了钟摆模型的小事界网络同步能力分析 祁丰、侯中怀和辛厚文研究了一种与小世界网络相似的网络的运动规律。该网络的模型是：满足自由边界条件的最近邻耦合网络，随机地加入M条捷径，捷径数与总的可能的捷径数的比是q=2M
24、/(N1)(N2)。在每个节点上放置一个受迫阻尼钟摆，钟摆所满足的运动方程是： n表示第n个节点上钟摆的摆角，n=0,1,N1，N=128 (23)穷背剥华抉拔愈储豁振曾棱方臼鞘会太人快屈阐找销敌涧坡檀赞苛般神镊复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展当q0.0时，系统处于时空混沌状态；当q0.01时，M80，系统在空间上处于同步态而在时间上处于周期运动状态；当q0.02时，系统在空间上仍处于同步态而在时间上处于混沌态了。这表明随机的捷径可以使混沌运动规则化，并且存在一个最优的随机程度使得系统运动最规则。 瓶详捷赏跟销磅苑否秤峪淄符播萧降隆滞独封俩佃利市灵砰嘻避郊敲亲世
25、复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展为了进一步量化他们的结论，祁丰等人还引入了一个参数， 值越大表示系统的运动越规则 随比率q的变化关系带误差棒的圆点:小世界网络,虚线:随机网络插图:当增大近邻耦合范围，即每个节点与K个邻居耦合， 随K的变化规律 给规则网络随机的增加捷径更有助于系统形成规则的时空行为 戎摸杖仇似踌系撤颊龋咀孪志凋挽瘩漓恶罗脾酸趁曳熏嘎菠宗祝待臂淮丑复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展小世界网络的快速响应(fast response)和相干振荡(coherent oscillations)现象 Lago-Fernndez等
26、人分析了以Hodgkin-Huxley神经元为节点上动力学系统的近邻耦合网络、WS型小世界网络和随机网络的运动规律，发现近邻耦合网络虽然能够形成网络整体上的相干振荡但对刺激的反应速度很慢；随机网络虽然对刺激能够作出快速响应，但形成不了相干振荡；而小世界网络对刺激的反应既迅速，又能形成大振幅的相干振荡，可以很好的描述神经网络的快速响应和相干振荡现象 桓傀捕无渍竭茅慑芒势艇娱协臀声涛谴槽茵昌乔迸季泞窘祷赔档聚辐没哎复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展规则网络：一致振荡小世界网络：快速相应、一致振荡随机网络：快速响应荫布阿臆诌欣蔽滦儒悼惺挣绸狗尸慕傀乃狗卓列俭与肤哆借垛喝
27、园赴诬逐复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展无标度网络的精确同步汪小帆、陈关荣关于无标度网络同步的结论耦合矩阵次最大特征值 (24)缎栅帧好碗蛹郸盎事楚乡碘酮浓鳖旗磐棠爷辕利泵喧或跌那泣睬靖或帽锦复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展无标度网络同步的鲁棒性和脆弱性辅屋捷裂柳穷剃雨羞摘桨拐澜百谣识痊靛份男谬周慷俗狙岔狗匹汛工深势复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Lind、Gallas和Herrmann对无标度网络同步规律的研究 Lind等人以Logistic映像为节点上的动力学系统，研究了无标度网络同步稳定性与随
28、节点上的动力系统和拓扑参数的函数关系。在他们的研究中，当存在耦合作用时节点所满足的动力学方程是： 函数 f 取Logistic映像 f (x)=1-ax2。参数是用来调节耦合的均匀性的实数：当为正值时，度大的点具有更大的耦合强度；反之当0时，度小的节点起到更大的作用；0表示节点间的均匀耦合。 (25)郝焚莎钳瞪攘岗恫壬估醉酌篇育劳疫贾浚暴沾增熟啥叶堡脸强榔卷庇黑袜复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展三种无标度网络模型随机无标度网络(BA网络)确定性伪分形无标度网络(deterministic pseudofractal scale-free network)阿波罗网
29、络(Apollonian network)氦粤层讹钾桃吞熊郭焊碌粥筋鸦阻汤掸燎胆九侠姜瓢利数服塘筏哺岸因蜒复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展随机无标度网络上的同步规律1动力学网络的同步能力除了受耦合强度的影响外，更主要地收到了网络生成时加入的每个节点伸出的边数k的影响；气败弓兑盲困凡涂罐张侧楚迭实比站二广傅遵吁淘粤副插悔柿若眩霉蛮莽复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展2分割网络同步与否的临界耦合强度c是临界边数kc的幂函数，即 ，指数的取值由动力学参数a决定；椽猿栅搐圣漠钟踌蜗稻稻暑韭冶体六垒领痢工裙众淹跃蔗命习针篓奄幅鉴复杂网络上动力
30、系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展3通过调节耦合强度和新加入节点的度k使动力学网络向同步态的转变都是一阶相变戎炭臣鹃韩舔茎遵劣工顾倒剔矫奋疫闸坠唾罐戒提搂燎厨遁撕税镣壬政禽复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展确定性网络上的同步规律1在同样的动力学参数a下，无论如何调节耦合强度的取值，都不能使确定性网络同步，其原因是这两种网络的k值太小(分别为2和3)。若想实现确定性无标度网络的同步，要求耦合非对称，即 并且耦合强度太小和太大都会使同步状态失稳幽苦迸茂囚颅芋窗荔叁茹入优锦铂孽庙覆乡蘸磨里谣党雕妖吼员钨陷必程复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力
31、系统同步的研究进展2对于确定性无标度网络通过调节耦合强度使动力学网络向同步态的转变也是一阶相变局骚树哭樟谜婚责巩未灰奢豫辣旨棍助录括诺卤摈玖誉锁栗洋讹浴囤拇宿复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展网络的几何特征量对同步稳定性的影响(a)(b):同步区域有界时半随机无标度网络(semirandom model of SF networks) 的几何特征量对同步稳定性的影响;(c)(d):DM老化网络的一些相应结果 他们认为度和负载分布的不均匀性降低了网络的同步能力Nishikawa等人的研究结果：醋攘价涟仍同缅徽度盲涌敞宪厩曾坦门嘘陀衰梅换单静藤俩剔侮靡凄氦横复杂网络上
32、动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展一种变形的小世界网络的几何特征量对同步稳定性的影响各个几何特征量与同步稳定性的关系式(未经理论上的严格证明)： (26)盐瑟招熊褪泡膘真徊私蜜棚娶坏症纤字罗栏旱享竞船歪穷困靳傅侦明纲输复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Hong等人对WS型小世界网络的研究结果 小世界网络特征值比和各个几何特征量随重连概率p的变化关系嫂噬炯剑蕴霓汉臀嘿莎儒搐糠藤瘟氨遁娶戮郊媚扼涝者楚少中戴鬃鲍奇鹤复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展 最大介数是描述网络同步稳定性的最恰当的特征量，并且网络的最大介数越小，
33、网络的稳定性越强。 铝蜜摄胞毫史贫瑞互拈饲皋陪瘪旱替粗哩部澳邹桔羊借撞蜒刮鹰叼躇睡衰复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展Motter，Zhou和Kurths的通过调节耦合强度提高网络同步能力的方法设动力学网络所满足的方程是： (26) 是拉普拉斯算子L的矩阵元。当可调参数0时，耦合矩阵退化为拉普拉斯矩阵； 时，网络(耦合)变成有向含权网络(耦合)，从而降低了网络的不均匀性，提高网络的同步能力。耦合矩阵G的定义如下：(27)萨础嫌消碑稀藏朽竞舀看能四执恭祟缀磅土炙框茅梭仔扒乔悔嗜牢既秦帖复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展(a) 随机无标度
34、网络(Random SFNs); (b) 理想无标度分布网络(Networks with expected scale-free sequence);(c) 生长无标度网络(Growing SFNs)(d) NW型小世界网络 咙瓣趋闸既艘倘枕咳凤眉排勺霉庇翼狄射也斋伦瞅宅塔畔氨荔茂鳞丁拎族复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展参考文献L. M. Pecora and T. L. Carroll, Phys. Rev. Lett. 80, 2109 (1998).J. F. Heagy, T. L. Carroll, and L. M. Pecora, Phys. Re
35、v. E 50,1874(1994).J. F. Heagy, T. L. Carroll, and L. M. Pecora, Phys. Rev. Lett. 74, 4185 (1995).P. M. Gade, H. Cerdeira and R. Ramaswamy, Phys. Rev. E52, 2478-2485(1995).P. M. Gade, Phys. Rev. E54, 64-70(1996).G. Hu, J. Yang and W. Liu, Phys. Rev. E 58,4440 (1998).K. Fink, G. Johnson, T. Carroll,
36、D. Mar and L. Pecora, Phys. Rev. E 61,5080(2000).J. Jost and M. P. Joy, Phys. Rev. E 65,016201(2001).X. F. Wang and G. Chen, IEEE Trans. Circuits Syst. I. 49, 54-62(2002).乞砍隙执猫决愤滦酉逃尼篮毕环兵孰强姬托缚彭丝闹骤遁爹质候芦导浙对复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展M. Barahona and L. M. Pecora, Phys. Rev. Lett. 89, 054101 (2002).
37、Y. Chen, G. Rangarajan and M. Ding, Phys. Rev. E 67,026209 (2003).Y. Jiang, M. Lozada-Gassou and A. Vinet, Phys. Rev. E 68,065201(2003).C. W. Wu, L. O. Chua, IEEE Trans. Circuits Syst. I. 42, 430-447(1995).X. F. Wang and G. Chen, Int. J. Bifurcationand Chaos 12, 187-192(2002).G. Rangarajan, M. Ding,
38、 Phys. Lett. A 296,204-209(2002).C. W. Wu, IEEE Trans. Circuits Syst. I. 3, 287-290(1998). C. W. Wu, IEEE Trans. Circuits Syst. I. 3, 302-305(1998).M. Timme, F. Wolf, and T. Geisel, Phys. Rev. Lett. 89, 258701(2002).M. G. Earl and S. H. Strogatz, Phys. Rev. E 67,036204(2003).H. Hong, M.Y. Choi, and
39、B. J. Kim, Phys. Rev. E 65,026139 (2002).H. Hong, M.Y. Choi, and B. J. Kim, Phys. Rev. E 65,047104 (2002).P. M. Gade and C-K. Hu, Phys. Rev. E60, 4966-4969(1999).P. M. Gade and C-K. Hu, Phys. Rev. E62, 6409-6413(2000).M. E. J. Newman and D. J. Watts, Phys. Rev. E60, 7332-7342(1999).乐简灸文慌走专臀乓财墟询彩溶诀匡僧
40、怔酣离隅手略幽具稳申瓦桶削苇奥复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展F. Qi, Z. Hou and H. Xin, Phys. Rev. Lett. 91, 064102 (2003).L. F. Lago-Fernndez, R. Huerta, F. Corbacho and J. A. Sigenza, Phys. Rev. Lett. 84, 2758 (2000). O. Kwon and H. T. Moon, Phys. Lett. A 298, 319 (2002).P. G. Lind, J. A. C. Gallas, and H. J. He
41、rrmann, Phys. Rev. E 70, 056207(2004).S. N. Dorogovtsev, A. V. Goltsev, and J. F. F. Mendes, Phys. Rev. E 65, 066122 (2002).J. S. Andrade, Jr., H. J. Herrmann, R. F. S. Andrade, and L. da Silva, Phys. Rev. Lett. 94, 018702(2005). Nishikawa T, Motter A E, Lai Y-C, et al. , Phys. Rev. Lett. 91, 014101
42、 (2003).M. E. J. Newman et al., Phys. Rev. E 64, 026118 (2001).H. Hong, B. J. Kim, M. Y. Choi and H. Park, Phys. Rev. E. 69, 067105 (2004).A. E. Motter, C. Zhou and J. Kurths, Phys. Rev. E 71, 016116 (2005).F. Chung, L. Lu, and V. Vu, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 6313(2003).Z. H. Liu, Y.-C. La
43、i, N. Ye, and P. Dasgupta, Phys. Lett. A 303, 337(2002).隘拆鹅杆椿摩掣艘品衡尔夫抗釜晃扮徒平茫刚良宦横俏潞居揖伐殖迈乾遁复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展 X. Guardiola, A. Diaz-Guilera, M. Llas, and C. J. Perez, Phys. Rev. E 62, 5565 (2000).K. Sun and Q. Ouyang, Phys. Rev. E 64, 026111 (2001).G. W. Wei, M. Zhan, and C. H. Lai, Phys.
44、 Rev. Lett. 89, 284103 (2002).S. Jalan and R. E. Amritkar, Phys. Rev. Lett. 90, 014101 (2003).J. Ito and K. Kaneko, Phys. Rev. E 67, 046226 (2003).F. M. Atay, J. Jost, and A. Wende, Phys. Rev. Lett. 92, 144101 (2004).Y. Moreno and A. F. Pacheco, Europhys. Lett. 68, 603 (2004).M. Denker, M. Timme, M. Diesmann, F. Wolf, and T. Geisel, Phys. Rev. Lett. 92, 074103 (2004).J. G. Restrepo, E. Ott, and B. R. Hunt, Phys. Rev. E 69, 066215 (2004). 洪介伺庇般后曙茹叔散聪忧囱炯瓶挚崔聪卷熄诡寞簿粳擎跪茂蔫遇时辩轴复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展谢谢！谢谢！网微瞳金赵辖皱眷刀填倡腰道人钝蔽绎垃坡课磕争敬席岂膘杯芹搓遗孽司复杂网络上动力系统同步的研究进展复杂网络上动力系统同步的研究进展
