非线性动态网络的控制节点选择算法

为非线性网络动态选择控制节点与设计控制动作这两个耦合问题，是许多不同领域应用中的基础科学问题。对线性动态这类问题已被充分研究；然而尽管存在若干开放研究问题，针对非线性网络动态的方法发展较弱。如多项研究所观测，用于选择控制节点的主流基于图的可控性方法可能导致非线性动态的控制性能显著次优。本文提出一种新颖、直观且简单的方法，用于具有非线性动态的复杂网络的同时控制节点选择与控序列设计。该方法通过将控制节点选择问题纳入开环预测控制代价函数，并使用网格自适应直接搜索法求解所得混合整数优化问题而建立。所发展的框架数值稳健，可处理刚性网络、非光滑动态网络以及控制与执行器约束。通过在原型Duffing振子与联想记忆网络上测试，展示了该方法良好的数值性能。所开发的可轻易适配其他复杂系统模型的代码已在线提供。