近年來， 越來越多的學(xué)者對時鐘同步問題的研究產(chǎn)生了濃厚興趣，并取得了一系列令人矚目的成果， 時鐘同步也已成為分布式網(wǎng)絡(luò)中的重要研究課題。作者在北京建筑大學(xué)機電與車輛工程學(xué)院機械電子工程系復(fù)雜系統(tǒng)建模與控制團隊從事復(fù)雜系統(tǒng)同步與控制研究已有多年時間。隨著時鐘同步技術(shù)的不斷發(fā)展，作者敏銳地發(fā)現(xiàn)其在IGPS基站網(wǎng)絡(luò)間的廣闊應(yīng)用前景， 從基本理論研究開始到實際應(yīng)用， 均取得了一系列的成果； 同時，作者針對一些其他復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步問題也進行了探索與研究。本書結(jié)合作者十余年的理論研究成果和工程應(yīng)用體會， 系統(tǒng)地介紹了IGPS基站網(wǎng)絡(luò)時鐘同步以及其他復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步問題方面的基礎(chǔ)知識和最新進展。

本書第1章是相關(guān)背景和基礎(chǔ)知識的介紹，包括時鐘同步研究概況以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步研究概況等。

第2章主要介紹本書中涉及的一些基本概念和主要引理，包括常用記號和特殊矩陣、圖的基本概念和圖的Laplacian矩陣。

第3章針對IGPS的組成結(jié)構(gòu)以及定位原理進行了描述， 并詳細分析了系統(tǒng)的定位精確度。其中主要分析了IGPS乘性誤差因素最小邊界值，并通過仿真實驗， 總結(jié)出IGPS基站布局和信號接收機高度對定位精度的影響以及此套IGPS的定位性能。

第4章針對IGPS基站網(wǎng)絡(luò)時鐘同步問題提出了兩種時鐘同步的算法。一種是自適應(yīng)離散卡爾曼濾波方法， 該方法利用測量新息信息和狀態(tài)修正序列在估計窗內(nèi)分段靜止的特性，

克服了傳統(tǒng)卡爾曼濾波過程過分依賴于數(shù)學(xué)模型和統(tǒng)計模型正確性的問題。使用這種方法可以在線實時修正和轉(zhuǎn)換IGPS基站間的時鐘相位偏差和時鐘偏移，找出最佳時鐘適應(yīng)曲線， 并估計過程噪聲和測量噪聲的協(xié)方差矩陣。另一種是借助多智能體一致性理論思想的快速平均同步算法（FASA）來實現(xiàn)處于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中時鐘節(jié)點之間具有通信延遲的同步。首先詳細闡述了實現(xiàn)FASA 的過程， 并從數(shù)學(xué)角度分析了此算法的收斂性，通過魯棒最優(yōu)設(shè)計的方法來證明FASA 的收斂速率。通過與其他時鐘同步算法比較后， 得出FASA 在時間上達到了快速一致， FASA 已成功應(yīng)用到具有延遲結(jié)構(gòu)的IGPS基站網(wǎng)絡(luò)中， 同步時間可達到納秒級別， 數(shù)值仿真和實驗結(jié)果說明了FASA 的正確性和有效性。

第5章針對一類具有時滯節(jié)點和耦合延遲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)同步問題，

將自適應(yīng)同步方法應(yīng)用到該網(wǎng)絡(luò)中， 設(shè)計了自適應(yīng)控制器。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論證明復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)局部或全局地漸近同步在網(wǎng)絡(luò)中獨立的節(jié)點狀態(tài)，并在由M－G系統(tǒng)組成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)上證明了該自適應(yīng)控制器的有效性。針對智能體慣性節(jié)點是二階系統(tǒng)且具有時變通信延遲和切換通信拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，研究了其指數(shù)同步問題。采用分解變化技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的慣性作用合成到控制器的設(shè)計中， 對具有任意切換通信拓撲、拓撲圖為平衡圖且考慮通信延遲的分布式智能體慣性節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)， 給出了實現(xiàn)指數(shù)二階同步控制的充分條件。

本書在系統(tǒng)介紹理論和方法的同時， 也結(jié)合了IGPS基站時鐘同步網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用案例， 可供從事相關(guān)工作的高校師生、研究人員或相關(guān)部門工程師參考。