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.     

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。     

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.     

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.     

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>γλ/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。     

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.     

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.     

有领导者线性多智能体系统一致性的分析与设计

研究有向信息拓扑下有领导者线性多智能体系统的一致性分析与设计问题。利用提出的线性变换,将领导者有扰动输入的多智能体系统一致性问题转换为输入到状态稳定性问题。得到有向信息拓扑下有领导者线性多智能体系统达到一致的基于矩阵Hurwitz稳定的判据和误差估计函数,同时设计反馈增益矩阵,并将有领导者多智能体系统的一致性问题扩展到编队控制问题。数值实例验证表明:所得理论具有有效性。     

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.     

复杂多个体时滞网络系统的脉冲一致性

从动力学与控制的角度考虑具有固定与切换拓扑多个体时滞有向网络系统的平均一致性问题.基于时滞动力系统的脉冲控制理论,提出了在通讯时滞环境中两个网络的脉冲一致性协议,并给出了寻求相应平均一致性问题简单而又一般的判据.最显著的特征是提出的第一个一致性协议对于任意的通讯时滞都是有效的,第二个一致性协议能够使得整个网络指数地达到平均一致.所获得结果表明,一致性协议中的脉冲增益在寻求平均一致性问题中具有相当重要的作用.数值模拟进一步验证了理论结果的正确性.     

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。     

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.     

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.     

基于切换层次网络的一致性算法研究

针对多智能体网络一致性问题,受自然界中鸽群的启发,提出一种新的有向网络拓扑即层次网络,且证明了所提出的层次网络的性能优于当前应用广泛的leader-following网络,研究了基于层次拓扑的一阶积分器网络对机动目标跟踪的一致性误差,证明一致性误差有界且与网络拉普拉斯矩阵第二小特征值及目标状态有关,并讨论了切换层次网络的一致性误差问题. 仿真结果验证了理论的有效性.      

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...     

带状态预测器的多智能小车系统一致性问题研究

一致性理论作为多智能体间合作协调的基础,受到来自各个领域研究者越来越多的关注。但是,以往的控制律只利用智能个体周围的局部信息,其控制律往往是次优的。本文引入了状态预测器,将带状态预测器一致性理论应用到多智能小车系统速度一致性问题的研究中,给出了智能小车速度一致性算法,分析了多种耦合通信方式对智能小车速度一致性的影响,引入了智能小车状态预测器,最后通过欧拉公式将上述带状态预测器的控制律求解出来,设计出了智能小车的控制器,并从理论上证明了控制器的可行性,与以往的一致性算法相比,加快了智能小车演化到平衡状态的收敛速度。