پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 49 |
| تعداد شماره‌ها | 1,341 |
| تعداد مقالات | 11,591 |
| تعداد مشاهده مقاله | 25,463,726 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 16,848,274 |
همگام‌سازی شبکه نوسانگرهای کوراموتو توسط کنترل بهینه مبتنی بر LQR تعمیم‌یافته | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 23 آبان 1405 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2026.78678.1310 | ||
| نویسنده | ||
| مهرآسا آیت اللهی* | ||
| گروه ریاضی - دانشگاه پیام‌‌نور - تهران - ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، همگام‌سازی شبکه‌های نوسانگر کوراموتو با استفاده از کنترل بهینه مبتنی بر LQR تعمیم‌یافته مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا با خطی‌سازی مدل کوراموتو و بهره‌گیری از ماتریس لاپلاسین کاهش‌یافته، مدل فضای حالت شبکه استخراج می‌شود. سپس، به جای استفاده از تابع هزینه کلاسیک LQR، یک تابع هزینه تعمیم‌یافته شامل جمله کوپل‌شدگی بین متغیرهای حالت و ورودی کنترل در نظر گرفته شده و قانون کنترل بهینه از طریق حل معادله جبری ریکاتی تعمیم‌یافته به دست می‌آید. به‌منظور ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، یک شبکه شامل پنج نوسانگر کوراموتو شبیه‌سازی شده و نتایج آن با حالت بدون کنترل و روش LQR کلاسیک مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی ضمن دستیابی به همگام‌سازی کامل شبکه، سرعت همگرایی اختلاف فاز نوسانگرها را افزایش داده، پارامتر نظم کوراموتو را سریع‌تر به مقدار یک می‌رساند و زمان دستیابی به همگام‌سازی را نسبت به روش LQR کلاسیک کاهش می‌دهد. این نتایج نشان می‌دهد که لحاظ کردن جمله کوپل‌شدگی حالت-ورودی در تابع هزینه، در مثال مورد بررسی، موجب کاهش زمان دستیابی به همگام‌سازی می‌شود، هرچند این بهبود با افزایش اندکی در انرژی مصرفی کنترل و بیشینه شدت ورودی همراه است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| شبکه نوسانگر کوراموتو؛ همگام‌سازی؛ مدل فضای حالت؛ کنترل بهینه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Synchronization of Kuramoto Oscillator Network via Generalized LQR-Based Optimal Control | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mehrasa Ayatollahi | ||
| Department of Mathematics, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| This paper investigates the synchronization of Kuramoto oscillator networks using a generalized LQR-based optimal control approach. First, the Kuramoto model is linearized, and a state-space representation of the network is derived using the reduced Laplacian matrix. Then, instead of employing the standard LQR cost function, a generalized cost function incorporating a state–control cross-coupling term is introduced. The corresponding optimal control law is obtained by solving the generalized algebraic Riccati equation. To evaluate the effectiveness of the proposed method, a network consisting of five Kuramoto oscillators is simulated, and its performance is compared with the uncontrolled case and the classical LQR approach. The simulation results demonstrate that the proposed method not only achieves complete network synchronization but also accelerates the convergence of phase differences, drives the Kuramoto order parameter to unity more rapidly and reduces the synchronization time compared with the classical LQR method. These results indicate that incorporating a state–control cross-coupling term into the cost function reduces the synchronization time in the considered example, although this improvement is accompanied by a slight increase in control energy and peak control magnitude. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Kuramoto Oscillator Network, Synchronization, State-Space Model, Optimal Control | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3 |
||