非线性耦合完全网络的时空混沌同步

敬晓丹; 吕翎

doi:10.7498/aps.58.7539

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非线性耦合完全网络的时空混沌同步

敬晓丹 , 吕翎

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非线性耦合完全网络的时空混沌同步

敬晓丹, 吕翎

物理学报, 2009, 58(11): 7539-7543.

doi: 10.7498/aps.58.7539

The synchronization of spatiotemporal chaos of all-to-all network using nonlinear coupling

Jing Xiao-Dan, Lü Ling

Acta Phys. Sin., 2009, 58(11): 7539-7543.

doi: 10.7498/aps.58.7539

摘要
利用N个Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点，通过非线性耦合构成完全网络，研究了这种网络的时空混沌同步问题.首先给出了复杂网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进一步基于Lyapunov稳定性定理，理论分析了实现网络同步的条件以及控制增益的取值范围.最后，通过仿真模拟检验了以Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点所构成的完全网络的时空混沌同步效果.仿真结果表明，这种完全网络不但同步快速有效，而且网络规模的大小对网络同步稳定性的影响不敏感.

关键词:
同步 /

复杂网络 /

时空混沌 /

非线性耦合
Abstract
N Fitzhugh-Nagumo models are used as network nodes, and synchronization of spatiotemporal chaos is studied using a all-to-all network constructed through a nonlinear coupling. The general principle of selecting coupling functions between nodes of the complex network is introduced. The theoretical analysis of the conditions for synchronization is made and the range of the feedback gain is obtained based on Lyapunov stability theory. The simulation is made to test the synchronization effect of the spatiotemporal chaos of the all-to-all network whose nodes are Fitzhugh-Nagumo models. The results show that the synchronization is fast and efficient, and the size of the network size has no sensitive effect on the stability of the network synchronization.

Keywords:
synchronization /

complex network /

spatiotemporal chaos /

nonlinear coupling
作者及机构信息
敬晓丹²,

吕翎¹

(1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

基金项目: 辽宁省自然科学基金(批准号:20082147)以及辽宁省教育厅创新团队计划(批准号:2008T108)资助的课题.
Authors and contacts
Jing Xiao-Dan²,

Lü Ling¹

(1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001
参考文献

施引文献

[1]	李新政, 白占国, 李燕, 赵昆, 贺亚峰. 双层非线性耦合反应扩散系统中复杂Turing斑图. 物理学报, 2013, 62(22): 220503. doi: 10.7498/aps.62.220503
[2]	梁义, 王兴元. 结点含时滞的具有零和非零时滞耦合的复杂网络混沌同步. 物理学报, 2013, 62(1): 018901. doi: 10.7498/aps.62.018901
[3]	李雨珊, 吕翎, 刘烨, 刘硕, 闫兵兵, 常欢, 周佳楠. 复杂网络时空混沌同步的Backstepping设计. 物理学报, 2013, 62(2): 020513. doi: 10.7498/aps.62.020513
[4]	吴望生, 唐国宁. 不同耦合下混沌神经元网络的同步. 物理学报, 2012, 61(7): 070505. doi: 10.7498/aps.61.070505
[5]	都琳, 徐伟, 许勇, 王亮. 噪声诱导的二维复时空系统的同步研究. 物理学报, 2012, 61(5): 050504. doi: 10.7498/aps.61.050504
[6]	吕翎, 柳爽, 张新, 朱佳博, 沈娜, 商锦玉. 节点结构互异的复杂网络的时空混沌反同步. 物理学报, 2012, 61(9): 090504. doi: 10.7498/aps.61.090504
[7]	吕翎, 李钢, 徐文, 吕娜, 范鑫. 复Ginzburg-Landau方程时空混沌的网络同步与参量辨识. 物理学报, 2012, 61(6): 060507. doi: 10.7498/aps.61.060507
[8]	吕翎, 孟乐, 郭丽, 邹家蕊, 杨明. 激光时空混沌模型的加权网络投影同步. 物理学报, 2011, 60(3): 030506. doi: 10.7498/aps.60.030506
[9]	吕翎, 李钢, 张檬, 李雨珊, 韦琳玲, 于淼. 全局耦合网络的参量辨识与时空混沌同步. 物理学报, 2011, 60(9): 090505. doi: 10.7498/aps.60.090505
[10]	吕翎, 邹家蕊, 杨明, 孟乐, 郭丽, 柴元. 大规模富社团网络的时空混沌同步. 物理学报, 2010, 59(10): 6864-6870. doi: 10.7498/aps.59.6864
[11]	卞秋香, 姚洪兴. 非线性耦合多重边赋权复杂网络的同步. 物理学报, 2010, 59(5): 3027-3034. doi: 10.7498/aps.59.3027
[12]	吕翎, 李钢, 商锦玉, 沈娜, 张新, 柳爽, 朱佳博. 最近邻耦合网络的时空混沌同步研究. 物理学报, 2010, 59(9): 5966-5971. doi: 10.7498/aps.59.5966
[13]	吕翎, 张超. 一类节点结构互异的复杂网络的混沌同步. 物理学报, 2009, 58(3): 1462-1466. doi: 10.7498/aps.58.1462
[14]	李岩, 吕翎, 栾玲. 环形加权网络的时空混沌延迟同步. 物理学报, 2009, 58(7): 4463-4468. doi: 10.7498/aps.58.4463
[15]	吕翎, 夏晓岚. 非线性耦合时空混沌系统的反同步研究. 物理学报, 2009, 58(2): 814-818. doi: 10.7498/aps.58.814
[16]	吕翎, 李钢, 柴元. 单向耦合映象格子的时空混沌同步. 物理学报, 2008, 57(12): 7517-7521. doi: 10.7498/aps.57.7517
[17]	秦洁, 于洪洁. 超混沌R?ssler系统构成的星形网络的混沌同步. 物理学报, 2007, 56(12): 6828-6835. doi: 10.7498/aps.56.6828
[18]	岳立娟, 沈柯. 布拉格声光双稳系统时空混沌的单向耦合同步. 物理学报, 2005, 54(12): 5671-5676. doi: 10.7498/aps.54.5671
[19]	于洪洁, 刘延柱. 对称非线性耦合混沌系统的同步. 物理学报, 2005, 54(7): 3029-3033. doi: 10.7498/aps.54.3029
[20]	张旭, 沈柯. 时空混沌的单向耦合同步. 物理学报, 2002, 51(12): 2702-2706. doi: 10.7498/aps.51.2702

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物理学报. 2009, 58(11): 7539-7543.

doi: 10.7498/aps.58.7539.

非线性耦合完全网络的时空混沌同步

敬晓丹²
吕翎¹

1. (1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

基金项目: 辽宁省自然科学基金(批准号:20082147)以及辽宁省教育厅创新团队计划(批准号:2008T108)资助的课题.

收稿日期: 2009-02-23
修回日期: 2009-03-31
刊出日期: 2009-11-20

摘要: 利用N个Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点，通过非线性耦合构成完全网络，研究了这种网络的时空混沌同步问题.首先给出了复杂网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进一步基于Lyapunov稳定性定理，理论分析了实现网络同步的条件以及控制增益的取值范围.最后，通过仿真模拟检验了以Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点所构成的完全网络的时空混沌同步效果.仿真结果表明，这种完全网络不但同步快速有效，而且网络规模的大小对网络同步稳定性的影响不敏感.

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作者及机构信息

(1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

Authors and contacts

(1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

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(1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

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(1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

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The synchronization of spatiotemporal chaos of all-to-all network using nonlinear coupling

1. (1)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029; (2)辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029；辽宁工业大学数理科学系,锦州 121001

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