Real-world complex network systems often experience changes over time, and controlling their state has important applications in various fields. While external control signals can drive static networks to a desired state, dynamic networks have varying topologies that require changes to the driver nodes for maintaining control. Most existing approaches require knowledge of topological changes in advance to compute optimal control schemes. However, obtaining such knowledge can be difficult for many real-world dynamic networks. To address this issue, we propose a novel real-time control optimization algorithm called Dynamic Optimal Control (DOC) that predicts node control importance using historical information to minimize control scheme changes and reduce overall control cost. We design an efficient algorithm that fine-tunes the current control scheme by repairing past maximum matching to respond to changes in the network topology. Our experiments on real and synthetic dynamic networks show that DOC significantly reduces control cost and achieves more stable and focused real-time control schemes compared to traditional algorithms. The proposed algorithm has the potential to provide solutions for real-time control of complex dynamic systems in various fields.


翻译:现实世界中的复杂网络系统常常随时间变化,控制其状态在多个领域具有重要应用。尽管外部控制信号可以驱动静态网络达到期望状态,但动态网络拓扑结构的不断变化要求调整驱动节点以维持控制能力。现有方法大多需要预先获知拓扑变化信息才能计算最优控制方案,然而对于许多真实动态网络而言,获取此类信息颇具难度。为解决该问题,本文提出一种名为动态最优控制(DOC)的新型实时控制优化算法,该算法利用历史信息预测节点控制重要性,从而最小化控制方案变动并降低总体控制成本。我们设计了一种高效算法,通过修复历史最大匹配来微调当前控制方案,以响应网络拓扑变化。在真实与合成动态网络上的实验表明,与传统算法相比,DOC能显著降低控制成本,并实现更稳定、更聚焦的实时控制方案。该算法有望为多领域复杂动态系统的实时控制提供解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
MATLAB玩转深度学习?新书「MATLAB Deep Learning」162页pdf
专知会员服务
104+阅读 · 2020年1月13日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
18+阅读 · 2019年10月30日
Arxiv
14+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:30
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:43
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:26
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:12
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
17+阅读 · 6月2日
相关VIP内容
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
MATLAB玩转深度学习?新书「MATLAB Deep Learning」162页pdf
专知会员服务
104+阅读 · 2020年1月13日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员