具有单向时延的多智能体系统的一致性分析

假设系统拓扑是不变的、有向的强连通图,系统个体之间信息传输具有不同的单向通信时延,研究了移动多智能体动态系统的一致性。应用频率函数方法分析了具有单向时延的多智能体算法的一致性,研究表明当系统只受来自邻居的单向反馈时延信息影响时,系统状态的一致性与单向反馈时延的大小无关。最后应用一个实例验证了结论的有效性。     

非线性多智能体网络的分布式包容控制

针对具有本质非线性动态的多智能体网络,研究分布式包容控制问题.假设只有部分个体已知领航者信息,依据相对位置和速度信息设计分布式控制律.基于代数图论、矩阵理论和Lyapunov稳定性分析方法,得出非线性网络实现渐近包容控制的充分条件.当跟随者之间有向强连通且每个跟随者都至少存在一个领航者与其通信,可选取合适的控制增益使得跟随者渐近收敛到由多个领航者所围成的静态凸包中.仿真实例验证了理论分析的正确性和有效性.     

具有不同输入时延的二阶多智能体系统一致性

研究了具有不同时变输入时延的二阶连续多智能体系统的一致性问题。首先,通过变量转换,将系统的收敛性问题转化为误差系统的稳定问题;然后,通过对系统进行变换,将二阶系统稳定性问题转换为等价系统的稳定性问题。通过构造李雅普诺夫函数,基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出在无向固定拓扑条件下,系统达到一致的充分条件。最后,仿真实例证明了结果的有效性。     

非线性多智能体系统分布式鲁棒输出调节

为解决具有一般非线性形式和不确定参数的多智能体系统的协调控制问题,设计了非线性分布式反馈控制器,使得多智能体系统鲁棒渐近跟踪参考信号或者鲁棒渐近抑制干扰。在所考虑的多智能体系统中,将动态领导者或者环境干扰看作是产生参考信号或者干扰信号的外部系统。最后,给出一个仿真算例,验证所得结果的有效性。     

多智能体系统分布式控制的研究新进展

多智能体的运动协调和覆盖协调问题是多智能体系统的协调控制研究中的两个基本问题.综述当前这两个问题研究的主要内容及相应的主要结果,同时给出了仍然需要解决的问题和可能的研究方向.     

时滞多智能体系统关于参考状态的信息一致性

研究了具有参考状态的有向通信时延多智能体系统的信息一致性问题.提出了适用于可连续通信并有通信时延的有向多智能体系统关于参考状态的一致性算法,严格推导了多智能体系统在该算法作用下达到信息一致性的充分性判据,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.     

单边Lipschitz非线性多智能体系统一致性追踪控制

针对单边Lipschitz非线性多智能体系统,提出了一种分布式一致性控制方法.首先,构建了领导-跟随者动力学结构,用于实现单边Lipschitz多智能体系统的追踪控制.然后,设计了单边Lipschitz非线性多智能体系统的一致性控制协议,可根据智能体之间局部交互信息构建分布式反馈控制,并将系统的一致性追踪问题转化为系统...     

多智能体系统的有限时间跟踪控制

基于领导-跟随者模型研究了多智能体系统的有限时间跟踪控制问题。针对领导者状态是时变的情况,提出了一类非线性有限时间跟踪控制算法,在固定网络拓扑结构下,利用Lyapunov有限时间稳定性理论和矩阵理论分析,得到了该算法使得系统中跟随者状态在有限时间内与领导者状态达到一致的充分条件;在切换网络拓扑结构下,提出了一类有限时间跟踪控制算法,在领导者的状态是时不变的情况下,给出了该算法使得系统实现有限时间跟踪控制的充分条件。仿真实例验证了所提出两类算法的有效性。     

流程工业多智能体系统协调控制

以典型的流程工业过程为对象,结合分布式工业过程控制的特点,分析了多智能体应用于复杂工业过程控制的可行性、必要性;提出了一种基于工业过程控制的多智能体系统的体系结构及其协调控制过程.板带热连轧机过程控制是典型的分布式过程控制对象,文章从综合控制的角度出发提出热连轧机工业生产过程多智能体系统的体系结构,给出了体系结构中各功能模块的组成及其处理过程,并重点分析了轧钢过程中精轧机组中板形和板厚控制的协调过程.     

基于K-means聚类的多智能体跟随多领导者算法

为防止多智能体集群跟随多个领导者时编队混乱,提出了3种K-means聚类算法,将集群分成与领导者数量相同的社区,社区内的智能体将跟随同一领导者。所提出的3种算法中,算法1适用于智能体分布空间广的场景,系统达到一致性所需时间最短;算法2则适用于智能体分布稀疏的场景,可有效避免智能体碰撞等危险;算法3则大大降低多智能体集群的控制成本,但将会牺牲系统的收敛速度。相较于传统预先对智能体编号,领导-跟随关系固定的方法,本文提出的分簇方法使系统收敛时间更短,且有效应对中途任务变更的情况,可快速分配给智能体新的合适任务。     

基于多智能体的分布式交通信号协调控制方法

通过建立交通信号控制智能体BDI模型,提出了一种基于多智能体的分布式交通信号协调控制方法.通过相邻路口信号控制智能体的信息交互和协调,在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下,尽量使相邻路口驶来的车队不停车地通过路口.编制交通控制微观仿真软件,在一个由8个路口组成的交通网络中对多种信号控制方式进行仿真实验,实验结果表明这种新控制方法的控制效果明显优于传统的定时控制和感应控制方式.     

Robust Consensus and Soft Control of Multi-Agent Systems with Noises*

This paper considers the problem of robust consensus for a basic class of multi-agent systems with bounded disturbances and with directed information flow. A necessary and sufficient condition on the robust consensus is first presented, which is then applied to the analysis, control and decision making problems in the noise environments. In particular, the authors show how a soft control technique will synchronize a group of autonomous mobile agents without changing the existing local rule of interactions, and without assuming any kind of connectivity conditions on the system trajectories.     

一类多状态时滞不确定系统的鲁棒预测控制

针对一类多状态时滞多面体不确定对象,提出了一种鲁棒预测控制算法。基于参数相关的李亚普诺夫函数,给出了系统稳定的充分条件。通过求解满足若干线性矩阵不等式条件的上界值的最优化问题,获得了约束范围内满足系统鲁棒性能的最优控制律。优化问题的可行性保证了算法的鲁棒稳定性。仿真实例证明了该算法的有效性。     

非线性多模型控制及仿真研究

连续发酵过程是一个强非线性的生化反应过程，其控制已成为一个难点。传统的预测函数控制一般只能处理线性对象。通过对非线性动态过程的多模型建模，提出了基于加权的多模型自适应预测函数控制方法，用于大范围的非线性连续发酵过程控制，实现了多模型之间的无扰切换。仿真结果表明：跟踪性能优良，鲁棒性强，说明了该方法对非线性系统大范围控制的有效性。     

基于神经网络的非线性动态系统的多内模控制研究

由于非线性动态系统的复杂性,目前还没有统一的控制器设计方法,用传统的线性系统理论来设计,当工作点大范围变化时,很难保证其性能及稳定性.在人工神经网络内模控制系统中建立了神经网络内部模型和神经网络内模控制器,提出了基于多模型的内模控制方法,它对非线性动态过程的控制具有良好的性能.在此基出上,给出了方便易行控制算法,仿真分析结果验证了控制算法的有效性.     

多无人机监督控制系统的结构分析与设计

尽管无人机不需要驾驶员的存在,仍然需要操作员的监督控制。随着自动化水平的增加,多操作员控制单架无人机的局面将转变为单操作员控制多架无人机。操作员主要参与高层任务的管理和载荷的控制,包括实时任务分配、航迹重规划、目标识别、武器授权控制、意外管理等。首先研究了多无人机监督控制的基本概念,然后对多无人机监督控制系统进行了详细设计和模块划分,最后提出了智能任务控制器的混合三层结构,以实现平台自主控制与人在回路监控的结合,给无人机自主执行任务提供扩展能力。     

高速动车组列车网络控制系统仿真与建模研究

研究了高速动车组列车网络控制系统的过程数据调度及事件仲裁算法。针对高速动车组网络控制系统的特点,提出了列车网络控制系统主节点和从节点的实现算法,并利用OPNET仿真软件建立了列车网络控制系统的模型。在不同的仿真场景下运行仿真模型,通过对仿真和理论计算得到了列车通信网络协议的数据通量和端对端延时特点。针对消息数据的事件仲裁机制,通过仿真得出了不同条件下的碰撞特性。仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际高速动车组网络控制系统的设计和调试提供了依据。     

网络控制系统实时仿真平台的设计与开发

网络控制系统(NCSs)是通过通信网络实现控制系统单元信息交换的分布式控制系统.由于通信网络的引入,有可能使控制系统的性能降低甚至导致系统不稳定,这些不利因素使得对网络控制系统的分析研究变得更为复杂.利用混合编程技术并搭建基于实时通信网络的仿真平台,可为网络控制系统提供有利的分析工具.最后以状态反馈控制器为仿真实例,证明该研究平台的优势及有效性.