异质多智能体系统的编队控制

目的研究异质多智能体系统的编队控制问题。方法基于图论和李雅普诺夫直接方法进行研究。结果针对由一阶和二阶积分器智能体构成的异质多智能体系统,给出了一种基于一致性的时变编队控制协议。结论证明了使用上述协议的异质多智能体系统能够解决编队控制问题。     

离散时间异质多智能体系统的一致性控制

针对由一阶智能体和二阶智能体组成的离散异质多智能体系统,研究其一致性问题.设计无通信时延和具有有界通信时延时的分布式一致性协议,通过将系统转化为自治的离散时间线性时不变系统,运用矩阵理论和代数图论方法,分析得到系统实现一致性的充分条件.获得的充分条件与采样周期、控制参数和系统的拓扑结构有关.证明了系统的一致性不受有界通信时延影响.数值仿真结果验证了理论结果的正确性.     

马尔科夫切换拓扑下时滞多智能体系统的平均一致性

针对具有随机切换拓扑结构的一类多智能体系统,考虑具有时变时滞的线性控制协议,研究了其平均一致性问题。假设智能体网络为有向强连通的,利用正交变换方法,将多智能体系统的平均一致性问题转化为其降维系统的稳定性问题,然后基于Lyapunov稳定性理论,通过引入适当的自由矩阵,获得了系统稳定的基于线性矩阵不等式的充分条件。仿真实例验证了所提方法的有效性。     

具有变通信时延的多智能体系统的平均一致性

把一致性增益引入到一致性协议中,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了具有时变通信延迟的多智能体系统达到一致的充分条件.分析了当多智能体系统的网路拓扑是强连通平衡图且通信时延具有合适的上界时,带有有界时变延迟的多智体系统的平均一致性问题.证明了当在协议中引入一致性增益时,对于具有不同通信时延的多智能体系统,若时变通信时延的上界满足一定条件,则不论网络拓扑是不变的还是切换的,系统都能够达到平均一致,并且可通过求解线性矩阵不等式得到时变时延的上界.对于具有变时延的多智能体系统,存在相应的时延上界使得系统达到一致.所得结论对于具有时变拓扑网络的多智能体系统也成立.     

基于自适应神经网络的异构多智能体系统一致性控制

针对由一阶线性和二阶非线性组成的异构多智能体系统,提出一种基于自适应神经网络的分布式控制协议.利用每个智能体之间的通信信息调整分布式控制协议中的参数,使径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络逼近二阶多智能体系统中的未知非线性项,进而使得异构多智能体系统实现自适应一致,并通过Lyapunov稳定性理论给予证明.MATLAB/Simulink仿真实验结果验证了该方法的有效性.     

基于事件触发的非线性多智能体系统一致性

针对有向网络拓扑下具有非线性动态的多智能体系统,提出了基于事件触发的一致性控制协议;在实际的多智能体系统中,每个智能体的机载电池的容量和数量是有限的,基于事件触发的一致性协议能够有效地减少智能体控制器的更新次数,从而节约有限的计算资源;智能体的触发时刻由智能体的触发条件所确定,每个智能体只在触发时刻才更新自己的控制器;首先研究了集中式的一致性控制协议,主要利用矩阵理论的方法将一致性问题转化为微分方程的稳定性问题,得到了系统达到一致性的条件;然后研究了分布式的一致性控制协议,在协议中每个智能体只需利用邻居智能体的状态;利用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的两个协议能够解决一致性问题,而且不会出现Zeno现象;最后,仿真实例验证了理论结果的有效性。     

异质多智能体系统在固定拓扑下的分组一致性

研究了异质多智能体系统的分组一致性,针对固定通信拓扑情况,提出了一种基于邻接信息的分布式控制协议,并通过李雅普诺夫理论,推导出异质多智能体系统实现分组一致性的充分条件.最后利用数值仿真验证了理论分析的正确性.     

时滞多智能体系统的事件触发一致性

针对一类时滞非线性多智能体系统,研究了带有时滞的非线性多智能体系统的事件触发固定时间一致性控制问题.设计了一种分布式的事件触发控制策略,利用李亚普诺夫稳定性理论和固定时间稳定性理论,导出了保证系统在固定时间实现一致的充分条件,并通过所给出的分布式的事件触发函数证明了系统能够避免芝诺行为.最后,通过仿真实例验证了结果的有效性.     

基于事件触发的二阶多智能体时滞一致性

为了使多智能体可以减少信息交流,一致性问题在多智能系统的应用已被众多学者广泛研究,从而避免通信资源和计算资源的浪费;在有向拓扑图下,针对二阶的领导-跟随非线性多智能体系统,提出了一种基于事件触发机制和时滞一致性控制策略,对于每一个智能体给出事件触发条件,可以有效减少更新频率和系统能源的耗费;通过利用Lyapunov稳定...     

基于事件触发机制的离散时变时滞多智能体一致性研究

为降低资源的消耗和浪费,并处理时变时滞对于多智能体的影响,针对离散线性时变时滞多智能体系统,提出一种基于事件触发机制的一致性协议,以减少系统的通信次数。在事件触发机制的框架下,提出一种基于预测控制的分段时滞补偿方法来补偿时变时滞对多智能体系统一致性的影响。在此基础上,通过构造基于延迟划分的Lyapunov-Krasovskii函数分析离散线性多智能系统的稳定性。最后,通过MATLAB仿真验证所提方法的有效性。研究结果表明：事件触发机制可以有效减少系统更新次数,降低消耗,所提出的基于预测控制的分段时滞补偿方法可以弥补时变时滞对于多智能体系统的影响,且基于延迟划分的分段补偿能够降低系统的保守性。     

基于终端滑模控制的多智能体系统有限时间跟踪控制

针对有向拓扑结构下带领导者的非线性二阶多智能体系统,基于终端滑模控制策略,研究其有限时间一致性跟踪问题;利用快速积分型终端滑模控制理论与有限时间稳定性理论,设计了一类分布式有限时间一致跟踪控制协议,以确保多智能体系统中跟随者对动态领导者的跟踪。提出的控制协议可以使多智能体系统的状态在有限时间内到达并停留在设计的滑模面上,并且能有效削弱抖振。通过数值仿真,验证了所获得的理论结果的有效性。     

具有时滞状态导数反馈的一阶多智能体系统的收敛速度分析

对于一阶多智能体系统,提出一类具有加权项的时滞状态导数反馈一致性协议,研究在无向通讯拓扑下多智能体系统实现一致性的收敛速度。给出了多智能体系统在一致性协议下的闭环形式,并利用拉普拉斯矩阵将其转化成紧凑形式;利用矩阵理论,分析反馈强度对闭环形式极点的影响,证明当多智能体系统为超临界时滞多智能体系统时,引入适当的反馈强度可以提高多智能体系统实现一致性的收敛速度;数值仿真验证了结果的有效性。     

基于二阶动力学模型的非完整多个体系统有限时间一致性问题研究

本文讨论了多智能体系统在受到外界扰动的无领导者系统的有限时间一致性问题.基于有限时间控制策略,本文设计了针对二阶智能体模型的连续分布式控制策略.首先针对二阶模型的多智能体系统,提出了有限时间一致性控制策略,并且通过设计了李雅普诺夫函数给出了完整的证明过程.其次,设计了仿真实验,并且在文中给出了仿真结果,验证了本文所提控制策略的有效性以及具有一定的抗扰动能力.     

带有噪声和时滞的二阶多智能体的一致性

研究了随机二阶时滞多智能体系统的几乎必然指数一致性问题.同时考虑了由Browian运动所导致的随机扰动和系统节点时间延迟两种情况.首先,建立随机二阶时滞多智能体系统的误差动力系统.其次,通过建立适当的Lyapunov泛函,并结合随机分析理论、控制技术以及线性矩阵不等式,从而得到了确保系统达到几乎必然指数一致性的充分性条件.最后,数值仿真的例子证实了所得结论的有效性.     

有向切换网络拓扑下非线性多智能体系统的包含控制

针对具有本质非线性动态的多智能体系统,研究有向切换网络拓扑下多智能体系统的包含控制。假设系统中的每个智能体具有相同的非线性动态,而且仅有部分跟随者能够获取领导者的信息。利用代数图论、非负矩阵理论和Lyapunov稳定性分析的方法,得到了有向切换网络拓扑下所给协议解决包含控制问题的充分条件。仿真实例验证了理论结果的正确性。     

事件触发脉冲控制下二阶多智能体系统的领导跟随一致性

针对二阶多智能体系统,研究事件触发脉冲控制下的领导跟随一致性问题.不同于事件触发采样控制策略, 设计的控制协议要求每个智能体只有在状态误差超过规定的上界时刻才会施加控制,即事件触发脉冲控制.通过构造合适的事件触发函数, 借助于Lyapunov稳定性理论, 代数图理论、不等式技术给出二阶多智能体系统的一致性判据, 并排除多智能体系统的Zeno行为.通过数值算例验证所提出的控制方案的有效性.     

具有测量噪声的时滞多智能体系统的一致性问题

为研究噪声和时滞对多智能体系统平均一致性产生的影响,建立了具有测量噪声的时滞多智能体系统的模型,利用随机微分方程的稳定性理论,得到了多智能体系统以概率1实现平均一致性的充分条件。针对时滞和噪声对多智能体系统一致性行为的影响进行了仿真实验,验证了理论结果的正确性。     

领导-跟随混合阶异质多智能体系统的一致性

混合阶异质多智能体系统由静态领导者和一阶、二阶和三阶积分器型跟随者组成.首先,在无向和有向通讯网络条件下,利用设计线性滤波器的方法提出了一致性协议;其次,基于李雅普诺夫直接法、拉塞尔不变集原理和矩阵理论证明了协议的可行性;最后,通过2个仿真算例验证了所得结论的有效性.     

基于DOBC的多智能体系统一致性协议设计与分析

针对一类具有未知输入扰动的多智能体系统提出一种基于干扰观测器的多智能体一致性协议.首先，在各智能体中引入干扰观测器，抵消输入通道内扰动；其次，在扰动前馈补偿基础上构建基于无向图图论的一致性协议；最后，利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式得出状态一致性误差系统与扰动跟踪系统的稳定性条件.通过仿真算例验证了该算法的可行性.     

具有和不具有非线性动态的二阶时滞多智能体系统的领导跟随一致性(英文)

研究了带有时滞的二阶多智能体系统的领导跟随一致性问题.所给定的领导者不仅位置和速度保持变化,而且带有时滞.首先,为了跟踪这样一个具有非线性动态的领导者,对于每一个智能体给出了基于邻域的分布式控制器,基于Lyapunov-Razumikhin理论,获得了二阶多智能体系统达到领导跟随一致性的充分条件.另外,讨论了领导者和每个智能体都不具有非线性动态的一致性问题,得到了使得多智能体系统达到一致性的充分条件.最后,给出的仿真结果表明了所获定理的有效性.