遗传算法在复杂网络结构可控性问题中的应用

遗传算法在复杂网络结构可控性问题中的应用

论文摘要

近年来,复杂网络问题得到了人们的普遍关注,其中结构可控性问题已经成为目前研究的热点问题之一.但是这方面的研究仍然处于起步阶段,依旧存在许多问题有待解决.2011年,Liu等人在《Nature》上发表了复杂网络的结构可控性理论,给出了最小驱动节点数目的判据,在复杂网络可控性方向做出了开创性工作,引起了多领域学者的广泛关注.本文首先对复杂网络的研究背景及国内外研究现状进行了简要的介绍.之后介绍了图论、复杂网络的基本模型和结构可控性基础理论,以及遗传算法、数学规划等基本问题.论文的主要工作是以图论、控制理论、优化理论为基础,提出了基于遗传算法的复杂网络结构可控性优化框架,并将罚函数整合到优化目标函数中,实现对约束条件进行处理,将确定复杂网络最少驱动节点数目的问题转化成寻找图的最大匹配边,进而确定未匹配节点的数目.本文提出的算法适用于任意结构的复杂网络,并通过实例验证了该方法的可行性,为解决网络可控性优化问题提供了新思路.

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   §1.1 研究背景
  •   §1.2 国内外研究现状
  •   §1.3 本文研究思路
  •   §1.4 主要研究内容
  • 第二章 复杂网络理论基础
  •   §2.1 图论的基础知识
  •   §2.2 复杂网络的基本模型
  •   §2.3 复杂网络可控性基础理论
  •     2.3.1 线性系统的可控性
  •     2.3.2 复杂网络的可控性
  •   §2.4 本章小结
  • 第三章 遗传算法与数学规划
  •   §3.1 遗传算法简介
  •   §3.2 数学规划
  •     3.2.1 整数规划
  •     3.2.2 罚函数法
  •   §3.3 本章小结
  • 第四章 遗传算法在复杂网络结构可控性问题中的应用
  •   §4.1 问题背景和意义
  •   §4.2 构造思想
  •   §4.3 模型建立
  •   §4.4 数值算例
  •     4.4.1 小世界网络可控性优化算例
  •     4.4.2 随机网络可控性优化算例
  •     4.4.3 无标度网络可控性优化算例
  •   §4.5 本章小结
  • 第五章 结论与展望
  •   §5.1 结论
  •   §5.2 展望
  • 参考文献
  • 作者简介
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 陈玲玲

    导师: 徐旭

    关键词: 复杂网络,结构可控性,最大匹配,遗传算法,驱动节点

    来源: 吉林大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 数学,自动化技术

    单位: 吉林大学

    分类号: O157.5;TP18

    总页数: 54

    文件大小: 2417K

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