具有采样时延的多智能体系统的一致性跟踪

针对存在采样时延的多智能体系统的采样控制问题,提出了一类基于领导-跟随模型的有界一致性跟踪协议.运用时延分解技术、增广矩阵方法和频域分析方法,得到了确保系统实现有界一致性跟踪的充要条件,系统的收敛性由网络拓扑结构、采样周期及采样时延等因素决定.通过数字仿真,进一步验证了所提出协议的有效性.     

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.     

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.     

多智能体离散时间一致性跟踪研究

对具有参考状态和时滞的离散时间一致性跟踪问题进行了研究.给出了离散时间下的一致性控制器,运用经典李雅普诺夫稳定性理论,证明了多智能体系统在具有参考状态和时滞情况下的稳定性,并给出了时滞相关的线性矩阵不等式（LMI）判据.最后以水下无人航行器协同作战为背景,仿真验证了所提出的一致性算法和判据的有效性.     

通信时延下多智能体系统的静态一致性研究

假设每个个体接收信息产生的时延相同,且处理自身信息产生的时延不同,针对通信时延下具有有向对称通信网络的多智能体系统,提出了一个自时延比例-微分控制协议,使系统的状态最终趋于一致.基于频域分析法和奈氏判据,给出了系统状态收敛到一致的充分条件,并计算出了系统静态一致时平衡状态的具体表达式.在Matlab环境下进行了仿真实验,其结果验证了理论的正确性和有效性.     

具有动态拓扑和不同时延的二阶多智能体系统的一致性分析

针对多智能体系统一致性问题在实际中的广泛应用,研究了动态拓扑网络下具有不同通信时延的二阶多智能体系统的一致性问题,基于代数图论、不等式方法给出了系统达到静态一致的充分条件,并且表明系统状态的一致性与通信时延的大小无关.最后通过仿真实例证明了结论的有效性.     

高阶时滞多智能体系统的固定时间一致性控制

为了研究输入滞后和外部干扰影响下的多智能体系统的固定时间一致性控制问题,提出基于Pade近似一致性误差的领导跟随一致性控制方法。首先,为跟随者设计分布式观测器以获得领导者的状态信息;其次,利用Pade近似方法,引入时滞虚拟变量,将时滞一致性误差转化为无时滞一致性误差,并基于动态增益控制方法设计系统的分布式动态控制协议,利用固定时间稳定性理论得到系统实现固定时间一致性的充分条件和收敛时间的上界;最后,通过仿真实验验证理论结果的正确性。     

线性多智能体系统的一致性

对线性多智能体系统的协同一致性问题进行了研究.从节省通信资源、减少信息计算时间,以及使多智能体系统尽快实现状态一致的目的 出发,修正现有的分布式控制器设计思路,给出新控制器设计方案;针对一阶、高阶线性多智能体系统及饱和多智能体系统,分别提出实现系统状态一致所应满足的充分条件,并运用Lyapunov稳定性理论、结合矩阵论...     

多智能体系统的固定时间和有限时间比例一致性

研究无向拓扑下多智能体系统的固定时间和有限时间的比例一致性问题。利用集值映射、微分包含和Lyapunov稳定性理论,给出多智能体系统达到固定时间和有限时间比例一致的判别准则。最后,给出一个实例,验证结论的可行性和有效性。     

离散多智能体系统分组一致性分析

在有向拓扑结构下,研究离散多智能体系统的分组一致问题,提出无入度平衡假设条件的控制协议设计方法.首先,根据系统模型,设计离散多智能体系统的分组一致控制协议.其次,利用代数图论和矩阵论,分析并得到离散多智能体系统实现分组一致的充要条件.最后,仿真结果验证了理论分析结论的正确性.数值仿真结果表明:系统实现分组一致仅要求有向图G_n含有一个有向生成树,不要求拓扑结构满足入度平衡条件.     

加权平均预测的一阶多智能体一致性的采样控制

研究了具有加权平均预测的一阶多智能体系统一致性的采样控制问题。应用时滞分解技术得到了基于采样数据的离散时间一致性协议,同时,使用代数图论、线性系统的稳定性理论,获得了确保具有加权平均预测的一阶多智能体系统渐近实现平均一致性的充分和必要条件,最后仿真结果表明了理论研究结果的有效性,得到了采样周期的条件,并对满足和不满足条件的2种情况进行了仿真验证,为一阶多智能体系统采样控制的一致性问题提供了一种可行解。     

Sufficient Condition for Average Consensus of Directed Networked Multi-agent Systems with Time Delays

The average consensus problem in a directed network of multi-agent systems with communication time delays was investigated. The directed networks were balanced and weakly connected with fixed or switching topology digraph. Based on frequency domain analysis method. a sufficient condition of asymptotic stability of multi-agent systems with time delays was obtained. where the analytic formula between the maximum time delay and the directed network structure was provided. The maximum time delay can be derived directly and easily by the eigenvalue of Laplacian L. Numerical examples confirm the effectiveness of the proposed technique.     

具有不同通信时延的多个体系统的一致性

针对具有不同通信时延的多个体系统的一致性问题,提出了一种引入自身时延的一致性协议.根据广义Nyquist判据与Gerschgorin圆盘定理,得到了系统渐近收敛一致的充分条件.在多个体系统的有向连接拓扑含有一个全局可达节点的条件下,一致收敛的充分条件仅与个体的自身时延、以及个体与邻居个体的连接权值有关.在提出的协议中,引入自身时延能够加速具有通信时延的多个体系统的收敛速度,而通信时延并不影响系统的收敛,但其可以延长收敛时间.此外,得到了系统最终收敛的一致状态的求解方法.仿真结果证明了结论的正确性.     

存在执行器故障的多智能体系统的容错一致性

考虑了同时存在执行器故障以及外部扰动下领航-跟随多智能体系统的容错一致性问题,其中,执行器故障由执行器增益变化来刻画;针对可能的执行器故障,设计具有自适应增益的补偿控制律,并与标称控制律共同作用来实现容错一致性,在进行增益系数以及控制律设计中,均采用相对输出信息而非相对状态信息;通过分析闭环跟踪误差系统的渐近稳定性,给出原来多智能体系统实现容错一致性所需满足的条件.结果表明,在未知扰动以及领航者输入范数满足一定条件下,通过适当选择参数可以实现容错一致性的目标.最后,采用数值仿真验证了所得结果的有效性.     

一类具有时滞和领导者的二阶多智能体系统的一致性

研究了一类具有时滞和领导者的二阶多智能体系统在静态和动态拓扑网络中的一致性.首先运用代数图论描述此类多智能体系统的数学模型,然后借助于图的连通性质和平衡图代数性质,并结合Lyapunov泛函方法和矩阵不等式,得到系统达到一致性的充分必要条件,即当系统的参数满足β/α＞(γ)λ/2+1/λ,且时滞上界τ充分小时,在固定拓扑网络中领导者结点r全局可达与系统一致是等价的.对于切换拓扑情形的多智能体系统一致性有类似结论.     

一类多重时滞大系统的稳定性

本文利用参数交易法,不等式技巧和M矩阵的有关性质,讨论了具有多重时滞大系统的稳定性,利用所得结果又分别获得了多重时滞反馈系统渐近稳定化与有界输入有界输出稳定化的充分条件。并且推广了Lu等人(1988年)的一个结果。     

一类不确定离散时滞系统的鲁棒状态反馈控制

讨论了一类同时具有状态时滞和输入时滞的离散系统的鲁棒控制问题．利用Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式方法,得出该时滞系统稳定的充分条件,且该条件是时滞相关的．并设计出系统的反馈控制器,所得结果基于相应的线性矩阵不等式的解．最后举例说明该方法的有效性．     

多个体系统在平面圆曲线上的一致性问题

提出了平面上多个体系统在某一确定的光滑曲线上的一致性问题。在一定条件下,设计了一个非线性的分散反馈控制协议,使得每一个个体随着时间的推移趋向于该曲线,都沿着曲线的同一个方向运动,并且运动速度趋于一致。通过一个变换,针对平面圆目标曲线实现了角速度的一致性。最后给出了仿真例子,对理论结果进行了验证。