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.     

具有通信时延的多个体分布式次梯度优化算法

文章研究了存在通信时延情况下的多个体分布式次梯度优化算法。通过系统扩维,将存在通信时延情形的优化问题转化为无时延情形的优化问题,同时所得通信网络对应的邻接矩阵是一个所有主对角元素不必全为正数的随机矩阵,从而弱化了已有文献关于邻接矩阵的若干假定;进而利用不可逆Markov链的相关结论,证明了只要通信时延有上界,则优化算法最终仍然收敛,并发现通信时延会造成较大的迭代误差;最后通过仿真算例验证了文中算法的有效性。     

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。     

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.     

具有通信时延下多无人机编队控制

 针对具有二阶动力学特性多无人机系统模型,在具有通信时延及编队构型时变的情况下,本文提出了一种基于一致性理论的编队控制算法。首先将多个无人机的时变编队控制问题转换成闭环系统的渐近稳定问题;然后通过构造Lyapunov-Krasovskii 函数,并以线性矩阵不等式（linear matrix inequality）的形式给出多无人机编队系统时变编队稳定的充分条件;最后以被视为质点的多无人机系统为例进行了仿真验证。结果表明：当通信时延、控制协议参数等满足稳定条件时,文中提出的编队控制算法能使多无人机编队系统形成期望的时变编队队形。     

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.     

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.     

理想通信及通信时延下Euler-Lagrange多智能体系统的一致性控制

本文研究了一类Euler-Lagrange多智能体系统的领导跟随一致性控制问题。分别考虑通信网络拓扑为无通信时延和存在通信时延两种情形,设计了基于滑模思想的一致性控制协议。利用李亚普诺夫稳定性理论,证明了Euler-Lagrange多智能体系统在所设计控制协议下能达到一致性。最后的仿真结果验证了所提算法的有效性。     

具有通信时延的网络拥塞控制对偶算法的稳定性

运用时延微分方程中的Pontryagin判据，研究了各通信回路时延不同条件下网络系统在连接节点处的拥塞控制算法。借助复数域中的矩阵理论分析了网络拥塞控制算法的特征方程的特征根的特性，得到了具有通信时延的网络拥塞控制算法在平衡点渐进稳定的多个判据。仿真结果表明这些稳定性判据是有效的，这些结论为设计网络配置、确保网络稳定、避免网络拥塞提供了理论基础。     

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.     

多智能体一致性的随机镇定研究

本文给出多智能体随机一致性的数学描述,模拟了环境噪声对多智能体系统一致性的影响,并提出一种运用随机噪声控制多智能体系统的方法。仿真结果表明,添加满足一定条件的随机噪声控制可以令在没有噪声干扰情况下非一致性的多智能体系统达到随机一致性镇定。最后对多智能体的随机一致性镇定进行理论分析,并得到满足控制要求的随机噪声强度的大致下界。所提出的多智能体协调控制方法具有系统能耗小、控制性能更佳的特点。     

线性多智能体系统的追踪一致性

考虑了多智能体系统在自适应协议控制下的追踪一致性问题,假定智能体之间的信息流拓扑图含有一棵有向生成树,并且跟随者(followers)之间的信息流是无向的.提出自适应控制协议,并运用李雅普诺夫函数方法讨论误差系统的渐近稳定性,即所有的跟随者能够渐近追踪到(领航者)leader的轨迹.     

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.     

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.     

基于事件驱动的一般线性多智能体系统的一致性

多智能体系统不仅是复杂系统研究中的一类重要系统,也是分布式人工智能研究的一个重要分支。多智能体系统的协调控制是当前国际控制领域的前沿研究方向,其中,多智能体系统的一致性是最基本问题。采用事件驱动控制方法,研究了一类一般线性多智能体系统的一致性问题。通过设计合理的事件驱动函数与激励条件,确定事件驱动时间序列,利用邻域内其他个体在事件驱动时刻点处的信息,设计相应的控制策略,从而获得多智能体系统达到一致的充分条件。同时本文在研究模型上,采用传统的一般化模型,而研究方法上不再需要Laplacian矩阵具有对称性,就可以获得一类线性多智能体系统达到一致的充分条件,所得结果简化改进了过去的模型。     

二阶多智能体系统快速一致性协议

针对具有有向固定拓扑结构的二阶多智能体系统,基于预测的方法分别提出了快速静态和动态一致性协议.运用频域分析法和代数理论对系统稳定性进行了分析,证明在一定的拓扑结构条件下,当预测强度取值恰当时,基于预测的一致性协议收敛速度明显快于原协议.得到了系统稳定的充要条件以及系统收敛速度加快的充分条件,并进一步得出系统达到最快收敛速度时预测强度的取值范围.最后,用算例仿真验证了结果和分析过程的有效性.