復雜網(wǎng)絡動力學分析與控制

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 復雜網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀 2
1.3 復雜網(wǎng)絡動力學的研究現(xiàn)狀 6
1.4 基因網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀 7
參考文獻 11
第2章 非線性系統(tǒng)動力學的基本概念 17
2.1 引言 17
2.2 問題的提出與研究意義 18
2.3 分叉與混沌動力學的研究現(xiàn)狀 19
2.3.1 分叉的研究現(xiàn)狀 19
2.3.2 混沌控制的研究現(xiàn)狀 21
2.4 分叉與混沌的基本概念 24
2.4.1 分叉的定義 24
2.4.2 混沌的定義 30
2.4.3 混沌系統(tǒng)的判定方法 33
2.5 非線性動力系統(tǒng)的分叉分析與控制 34
2.5.1 引言 34
2.5.2 脈沖微分系統(tǒng)的穩(wěn)定性 35
2.5.3 脈沖控制系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性 37
2.5.4 脈沖系統(tǒng)的仿真分析 39
2.6 本章小結(jié) 45
參考文獻 46
第3章 小世界網(wǎng)絡的分叉與混沌分析及其控制 52
3.1 引言 52
3.2 連續(xù)小世界網(wǎng)絡模型的動力學分析 54
3.2.1 連續(xù)小世界網(wǎng)絡模型的線性穩(wěn)定性分析 54
3.2.2 連續(xù)小世界網(wǎng)絡模型的Hopf分叉分析 55
3.2.3 脈沖時延微分系統(tǒng)的穩(wěn)定性 56
3.2.4 連續(xù)小世界網(wǎng)絡模型的仿真分析 59
3.3 離散小世界網(wǎng)絡模型的動力學分析 61
3.3.1 平衡點的穩(wěn)定性與吸引域 61
3.3.2 離散小世界網(wǎng)絡模型的分叉分析 62
3.3.3 離散小世界網(wǎng)絡模型的混沌分析 65
3.3.4 脈沖混雜控制離散非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性 67
3.3.5 離散小世界網(wǎng)絡模型的分叉控制 69
3.3.6 離散小世界網(wǎng)絡模型的混沌控制 72
3.4 本章小結(jié) 74
參考文獻 75
第4章 TCP-RED擁塞控制系統(tǒng)的動力學分析與控制 77
4.1 引言 77
4.2 TCP-RED網(wǎng)絡系統(tǒng)模型描述 78
4.3 模型的分叉與混沌分析 81
4.3.1 模型的分叉分析 81
4.3.2 混沌分析 82
4.4 離散系統(tǒng)的脈沖混雜控制 84
4.5 系統(tǒng)動態(tài)分析和數(shù)值仿真 85
4.5.1 控制TCP-RED系統(tǒng)的分叉 85
4.5.2 控制TCP-RED系統(tǒng)的混沌 86
4.6 TCP-UDP-RED網(wǎng)絡模型動力學分析 89
4.6.1 TCP-UDP-RED網(wǎng)絡模型描述 89
4.6.2 TCP-UDP-RED模型的非線性分析 91
4.7 脈沖混雜控制離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性 95
4.8 TCP-UDP-RED系統(tǒng)的數(shù)值仿真 96
4.8.1 TCP-UDP-RED系統(tǒng)的分叉控制 96
4.8.2 TCP-UDP-RED系統(tǒng)的混沌控制 97
4.9 本章小結(jié) 98
參考文獻 99
第5章 TCP/AQM網(wǎng)絡模型的動力學分析與控制 101
5.1 引言 101
5.2 TCP/AQM流體流模型的線性穩(wěn)定性及其分叉分析 102
5.2.1 線性穩(wěn)定性分析 102
5.2.2 Hopf分叉分析 103
5.3 時延脈沖控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 105
5.4 系統(tǒng)的數(shù)值仿真 107
5.5 時延TCP/AQM模型的混沌分析 110
5.6 耗散系統(tǒng)概念與耗散控制非線性系統(tǒng) 112
5.7 耗散控制TCP/AQM網(wǎng)絡的數(shù)字仿真 114
5.7.1 混沌TCP/AQM網(wǎng)絡的耗散控制 114
5.7.2 數(shù)值仿真 115
5.8 本章小結(jié) 117
參考文獻 117
第6章 TCP網(wǎng)絡流體模型的穩(wěn)定性與分叉分析 120
6.1 引言 120
6.2 TCP網(wǎng)絡流體模型的穩(wěn)定性與分叉分析 121
6.2.1 線性穩(wěn)定性分析 122
6.2.2 Hopf分叉分析 122
6.3 數(shù)值仿真與分析 128
6.4 本章小結(jié) 131
參考文獻 132
第7章 基因表達調(diào)控網(wǎng)絡的隨機動力學與噪聲傳播 134
7.1 基因表達調(diào)控系統(tǒng)的隨機性 134
7.2 基因表達調(diào)控系統(tǒng)的隨機動力學理論及方法 136
7.2.1 基因調(diào)控網(wǎng)絡的隨機動力學模型 136
7.2.2 基因調(diào)控系統(tǒng)隨機動力學方法 141
7.3 前饋型基因調(diào)控系統(tǒng)中的噪聲傳播機制 145
7.3.1 前饋回路 146
7.3.2 一致性前饋網(wǎng)絡模體數(shù)學模型和噪聲理論表達式推導 147
7.3.3 一致性前饋環(huán)下游因子的噪聲特征 157
7.3.4 一致性前饋環(huán)下游因子的噪聲分解 159
7.4 本章小結(jié) 160
參考文獻 160
第8章 隨機基因表達調(diào)控網(wǎng)絡的共振現(xiàn)象與能量耗散 164
8.1 晝夜節(jié)律振蕩及相關基因調(diào)控網(wǎng)絡模型 164
8.2 隨機噪聲誘導的晝夜節(jié)律振蕩及相干共振 168
8.2.1 內(nèi)噪聲誘導的晝夜節(jié)律振蕩及相干共振 168
8.2.2 內(nèi)外噪聲的聯(lián)合效應 172
8.3 非一致前饋型基因調(diào)控網(wǎng)絡中的能量耗散 175
8.3.1 骨骼肌發(fā)育中的非一致前饋基因調(diào)控網(wǎng)絡 175
8.3.2 非一致前饋基因調(diào)控網(wǎng)絡隨機動力學 177
8.3.3 非一致前饋基因調(diào)控網(wǎng)絡能量耗散 181
8.4 本章小結(jié) 183
參考文獻 184
第9章 非參數(shù)依賴的基因調(diào)控網(wǎng)絡的建模 186
9.1 生物學背景 186
9.1.1 根細胞生長的應激響應機制 186
9.1.2 實驗現(xiàn)象分析 187
9.2 網(wǎng)絡模型及動力學方程 189
9.2.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡模型及其ODE方程 189
9.2.2 動力學方程的簡化和定態(tài)解 190
9.3 非參數(shù)依賴的解析分析 192
9.3.1 非參數(shù)依賴的調(diào)控趨勢分析 192
9.3.2 非線性調(diào)劑指數(shù)m和n的不等式關系 193
9.3.3 非單調(diào)h-r關系要求的ABA閾值 194
9.3.4 結(jié)果分析 195
9.4 本章小結(jié) 197
參考文獻 198
第10章 時延基因調(diào)控網(wǎng)絡的霍夫分叉分析與控制 200
10.1 時延基因調(diào)控網(wǎng)絡模型及其離散化 201
10.2 系統(tǒng)局部平衡點的存在性和穩(wěn)定性 203
10.3 系統(tǒng)霍夫分叉的方向和穩(wěn)定性 208
10.4 系統(tǒng)數(shù)字仿真 210
10.5 離散模型中霍夫分叉的脈沖控制 215
10.6 脈沖控制器的改進策略 222
10.7 本章小結(jié) 226
參考文獻 227
第11章 基于群體感應模型的星型網(wǎng)絡同步控制 229
11.1 引言 229
11.2 星型群體感應網(wǎng)絡模型 233
11.3 星型群體感應網(wǎng)絡模型的分叉分析 234
11.4 星型網(wǎng)絡的同步控制研究 237
11.5 模型的數(shù)值仿真 241
11.6 本章小結(jié) 242
參考文獻 242
第12章 變時滯基因調(diào)控網(wǎng)絡的指數(shù)同步 246
12.1 引言 246
12.2 耦合變時滯基因調(diào)控網(wǎng)絡模型 248
12.3 耦合變時滯系統(tǒng)的同步分析 250
12.4 系統(tǒng)數(shù)值仿真 258
12.5 本章小結(jié) 260
參考文獻 260