具有输入时滞的TCP网络的自适应滑模控制

针对具有输入时滞的TCP网络的拥塞控制问题,提出了一种基于自适应滑模控制的主动队列管理算法。通过引入一个状态预测器,消除输入延时带来的影响。考虑到网络系统不确定性上界很难获得,提出了一种自适应律以适应系统的不确定的上界,并根据此自适应律设计了一个滑模控制器。所设计的控制器既保证了滑动模态的存在和系统的渐进稳定性,又较好地抑制了系统不确定带来的影响。仿真结果表明,该算法可以获得良好的暂态和稳态响应,该方法优于传统的PID控制和滑模控制。     

有数据包丢失网络控制系统的建模和控制

针对一类具有不确定时变时延和数据包丢失的网络控制系统,提出了一种控制器设计方法。在控制器节点利用状态预测器,当传感器数据丢失时,用预测状态代替当前对象状态;当传感器数据传输成功时对预测状态进行修正,并应用预测状态来构造控制律。在执行器节点采用缓冲技术将控制器-执行器时延转化为固定实验。与状态预测器相结合,将有数据包丢失的长时延网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统。根据此模型,以矩阵不等式的形式给出了系统指数稳定的充分条件,通过求解矩阵不等式的可行解获取控制律。仿真算例说明了该方法的有效性。     

复杂条件下多智能体系统编队一致性控制

针对噪声信号使多智能体系统难以形成一致的问题,综合运用代数图理论、矩阵论等知识,结合一致性形成条件和现有的一致性协议,提出一种改进的带有噪声的一致性控制算法。该算法能够使系统状态量与控制输入量收敛到一个很小的范围,从而大大弱化噪声对系统的影响。将这种改进算法应用到多智能体编队控制中并进行仿真,仿真结果表明,采用改进的一致性控制算法后,多智能体运动轨迹波动小,轨迹曲线平滑,各运动参数趋于一致,具有良好的编队一致性。     

基于事件触发的二阶随机时延系统的有限时间一致

文章研究的是二阶随机时延多智能体系统的有限时间一致性控制.针对在达到有限时间一致性的过程中控制器更新频率过高的问题,设计了一种事件触发控制策略,每个智能体根据状态信息设计了自己的触发条件,当条件违反时才触发事件,使系统能耗和控制器的更新频率均能有效减少,同时利用李雅普诺夫理论和齐次性理论证明跟随者的位置和速度状态能跟踪到领导者并实现有限时间一致.另外,得到了任意两个连续触发时刻间隔的具体值,从而排除芝诺现象.最后,仿真结果验证了理论的有效性.     

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。     

线性时滞多智能体系统的最优一致性研究

将一致性问题与代价函数相结合,研究了带有时滞的线性多智能体系统最优一致性问题。首先,采用模型变换将一致性问题转换成稳定性问题。进而,利用控制理论和线性矩阵不等式方法推导出控制器存在的一般性条件和代价函数性能指标上界。然后,将问题转换成凸优化问题,得到最优性能指标的一致性控制器。最后,通过仿真实例,验证了算法和判据的正确性。     

一类受到未知外部干扰的多智能体系统学习协同控制

针对一类受到未知外部干扰的多智能体系统,在迭代学习控制框架下,结合自适应控制,首先设计了具有微分型参数自适应律的时变增益,同时,为了补偿未知外部干扰,设计了辅助控制器;通过构造复合能量函数,基于类Barbalat引理,证明了区间[0,T]上的完全一致性.其次,借助坐标变换,将编队问题转化为一致性问题.最后,通过一个仿真算例验证了所提算法的有效性.     

多自主水下航行器的有限时间无碰撞协调控制方法

研究了多自主水下航行器有限时间协调控制问题,提出一种基于多智能体控制思想的有限时间跟踪一致性控制律。为实现多AUV系统间的避碰,引入一种虚拟力,并且与所设计的有限时间一致性跟踪控制律进行向量合成, 构成总的控制律来实现对多AUV系统无碰撞的协调控制。仿真验证了所提出控制策略的有效性。     

离散多变量系统的一种实用MRAC方案

将连续系统从模型取状态方案推广到含有可测扰动的离散多变量系统 .算法对扰动具有鲁棒性 .将误差引入控制器 ,设计出的 MRAC系统可不必预知系统参数的变化范围 ,可选择的适应律有更多的自由度     

基于新型变指数趋近律的智能小车轨迹跟踪

针对一种跟踪运动精度低、鲁棒性弱的新型智能滑模小车的轨迹跟踪运动控制问题,提出了基于新型变指数趋近律的小车轨迹跟踪运动控制器的研究方法。该方法在趋近律中加入了变指数幂次项,且能保证趋近律在限时间内稳定运行来限制抖振现象,使小车在趋近阶段中按不同趋近速度做自适应调节。通过对滑模小车的运动学模型进行坐标变换,建立小车轨迹面的跟踪收敛误差模型,接着根据Lyapunov稳定性理论和新型趋近律的跟踪全局有限性和时间收敛误差性建立滑模面,设计跟踪误差控制律。控制小车的线速度和角速度使轨迹跟踪误差迅速趋近到0,来实现其对给定期望轨迹的快速跟踪。最后采用MATLAB仿真软件进行系统控制特性的仿真研究,通过对比双幂次趋近律的滑模控制方法验证实验的有效性。     

分布式HDP领导-跟随者系统最优一致控制研究

为研究行为未知的非线性多智能体系统领导-跟随者最优一致控制问题,针对智能体动态方程未知的情况,设计神经网络辨识器学习智能体动力学行为;构造以多智能体系统局部误差为输入的性能指标函数,将多智能体系统领导-跟随者一致性问题转换为求解智能体局部性能指标函数最优值的优化控制问题;结合自适应动态规划思想设计分布式迭代算法求解该优化问题,并讨论了算法的收敛性;设计基于神经网络的评价-执行结构分布式控制器来近似局部性能指标函数,通过神经网络学习迭代寻找局部性能指标函数的最优解,实现多智能体系统的最优一致控制策略。设计的分布式控制器能够根据智能体状态数据自适应产生控制策略,使多智能体系统趋于一致。     

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。     

l步信息脉冲牵引控制的多智能体一致性分析

应用矩阵论和代数图论,分析l步信息脉冲牵引控制的多智能体一致性问题。把具有单个脉冲控制器的多智能体的一致性系统推广到只对一个智能体实施l步信息脉冲牵引控制的系统。在通讯拓扑是无向连通图的情况下,给出使多智能体达到一致性的一个充分条件。选择恰当的l有助于减少使多智能体系统达到一致性所需的脉冲次数。最后,仿真实例验证了理论结果。     

基于CCD的自平衡智能车循迹系统的设计

介绍了一种基于线阵CCD两轮自平衡的智能车循迹系统。基于第八届飞思卡尔智能车大赛准则,该系统以飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128作为核心控制器,以CCD作为路径识别装置检测路径信息,通过陀螺仪与加速度计测量智能车姿态,单片机获得传感器采集的路面信息及智能车姿态信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车自平衡和速度调节。在控制算法上采用模糊设定速度和PID调整速度相结合的算法,使智能车能够在自平衡状态下快速平稳的行驶。     

瞬时耦合二阶多体系统的一致性及时滞效应

对于二阶多智能体,提出一种具有输入和通讯时滞的脉冲控制算法,分析可得这一算法的一致性准则. 同时讨论了输入时滞和通讯时滞对二阶多体系统的一致性能的影响. 结果表明,在确定二阶多体系统的一致动力学方面,通讯时滞比输入时滞有更重要的作用. 具体而言,没有通讯时滞时,二阶多体系统达到了动态一致,即个体的速度是一个非零常数;然而,只要有通讯时滞,在一定条件下系统的速度一致状态就是零.此外,发现一个更有趣的事实是,在无向网络拓扑作用下,通讯时滞或输入时滞将增强二阶多体系统的同步性能. 最后用一些数值仿真验证了理论结果的有效性.     

事件触发机制下二阶多智能体系统量化追踪控制

为了解决控制器频繁更新及通信带宽有限性的问题,对二阶线性多智能体系统在事件触发机制下的量化追踪控制进行研究.设计与均匀量化器相关的事件触发控制机制,提出基于事件触发的追踪控制算法,并使用均匀量化器对控制输入中的所有跟随者状态进行量化处理.基于Lyapunov稳定性理论分析,得到在该算法下使系统渐近趋于一致的充分条件.研究结果表明:所提出的控制协议可以排除芝诺行为.最后,通过数值实验说明理论结果的有效性.     

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.     

Leader-Following Consensus of Nonlinear Strict-Feedback Multi-agent Systems

The distributed leader-following consensus for nonlinear multi-agent systems in strict-feedback forms is investigated under directed topology. Firstly, each follower node is modeled by an integrator incorporating with nonlinear dynamics. The leader node is modeled as an autonomous nonlinear system which sends its information to one or more followers. Then, a simple and novel distributed protocol is proposed based only on the state feedback, under which the states of the followers ultimately synchronize to the leader. By using Lyapunov stability theorem and matrix theory, it is proved that the distributed leader-following consensus of nonlinear multi-agent systems with strict-feedback form is guaranteed by Lipschitz continuous control laws. Finally, some numerical simulations are provided to show the effectiveness of the developed method.     

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。