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.     

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.     

具有噪声与时延的多个体系统的鲁棒一致性

针对一般的有向非平衡网络,研究了当测量噪声与通信时延共存时的单积分多个体系统的鲁棒一致性问题。通过在随机逼近一致性协议中引入时变控制增益来抑制测量噪声,并利用不等式放缩和数学归纳法证明了只要网络中通信时延有上界,多个体系统能够实现均方一致性,最终的一致性值收敛到一个随机变量。最后通过仿真算例验证了所得的结论。     

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.     

随机干扰情形下多自主体系统的一致性

文章研究了具有一般通信拓扑和带有随机通信噪声的多自主体系统的一致性问题。为了克服随机噪声的影响,该文设计了随机分布式协议。在该协议下,该文基于广义代数连通性,利用微分方程稳定性理论、矩阵分析、随机分析方法以及图论相关知识,得到了多自主体系统达到均方一致的充分条件以及最终收敛状态;最后通过仿真验证了结果的有效性。     

具有通信时延的多个体网络量化一致性分析

文章针对一般的固定拓扑有向非平衡网络,研究了个体间存在通信时延的量化一致性问题。每个个体具有离散一阶动力学模型,且个体间基于对数量化信息交互并存在通信时延。利用相关强非周期马尔科夫(Markov)链的收敛结论,证明了只要通信时延有上界,则提出的量化一致性协议是可接受的,且无论对数量化信息多么粗糙,多个体网络最终依指数速度达成β-加权平均一致性。结果揭示了一致性误差上界对对数量化器扇形边界参数β的依赖关系,并用仿真算例验证了该结果。     

具有两类时延的离散时间多智能体系统一致性跟踪

研究具有输入时延和通信时延的离散时间多智能体系统的一致性跟踪问题。利用频域分析方法和矩阵理论,给出拓扑为有向图的情况下系统具有较少保守性的一致性跟踪充分条件,并用仿真试验验证了该结果的有效性。与具有输入和通信时延的一致性问题不同的是,相同情况下的一致性跟踪问题不仅与输入时延有关,而且与通信时延有关。     

时延情形下的分布式随机无梯度优化算法

由于多个体系统在信息交流的过程中存在通信时延,系统会出现接收信息滞后的情况,从而影响优化算法的收敛速度。为了解决时延对优化算法产生的影响,提出了时延情形下的多个体系统分布式随机无梯度优化算法。假定系统中每个个体仅知道其自身的局部目标函数,利用系统中个体间交互时延信息来寻求这些局部目标函数之和的最小值,通过系统扩维将有时延的优化问题转化为无时延的优化问题。由于个体的局部目标函数有可能非凸故其次梯度不一定存在或很难计算,因而采用分布式随机无梯度方法。理论分析表明只要个体间的通信时延有上界,所提算法依然收敛。     

多个体系统的一致性方法——两点跳算法

现实的多个体系统网络中,由于随机通信环境的影响,在个体之间信息的获取和传送过程中速度的快慢有着重要的作用,因此,我们提出了两点跳算法协议,这种协议能增加系统一致性收敛的速度。     

受干扰的多智能体系统的固定时间双边一致性

为了研究多智能体系统在受干扰条件下的固定时间双边一致性问题,基于代数图论和固定时间稳定性定理,设定一个新的控制协议,使得受干扰的多智能体系统能够实现固定时间双边一致,并且给出了多智能体系统实现固定时间双边一致的收敛时间的上界。最后通过Matlab仿真,验证了所给出协议的有效性。     

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.     

时滞二阶多个体时变网络系统的一致性

研究了时变通讯拓扑结构下二阶多个体网络系统的一致性问题,通过采用线性矩阵不等式方法,对于有时滞的连续动态网络系统给出了一致性协议,并对协议进行了理论分析,在给定网络连通的情况下得出了二阶时变系统达到一致的充分条件,它保证了即使网络在受一定时滞影响的前提下,系统最终也能达到一致,最后采用计算机仿真验证了结果的有效性.     

二阶时滞多智能体系统分组一致性分析

在连通二部图结构下,研究二阶时滞多智能体系统分组一致性的问题.根据二部图的特征,给出基于竞争的二阶时滞多智能体系统分组控制协议.利用代数图论和矩阵知识,研究二阶时滞多智能体系统分组一致的充要条件,以及系统在实现分组一致时容许的最大时滞.仿真结果表明:二阶时滞多智能体能够在连通二部图下实现分组一致.     

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。     

Improved Consensus Speed for Discrete-Time Multi-agent Systems

The consensus problem of a linear discrete-time multiagent system with directed communication topologies was investigated.A protocol was designed to solve consensus with an improved convergence speed achieved by designing protocol gains.The closed-loop multi-agent system converged to an expected type of consensus function,which was divided into four types:zero,nonzero constant vector,bounded trajectories,and ramp trajectories.An algorithm was further provided to construct the protocol gains,which were determined in terms of a classical pole placement algorithm and a modified algebraic Riccati equation.Finally,an example to illustrate the effectiveness of theoretical results was presented.     

基于一致性理论之飞机群运动控制

提出了一种新的基于平均状态信息的一致性算法,把它应用到一阶系统和二阶系统。应用频域中的分析方法,得到了系统收敛速度的充分条件。由于通信网络中不可避免的存在个体本身和其他个体之间的时滞问题,在此进一步分析了在具有时滞的条件下,系统使用所提出的一致性算法的稳定性问题。针对二阶多智能体系统,首先提出在无向网络下平均状态一致性算法,基于给定的条件,分析得到了系统能够达到静态一致和动态一致的充分条件。最后,将提出的算法在多飞机群的编队控制中进行了应用。