基于保证集的多智能体系统自触发控制

为了解决网络化信息物理系统中分布式控制器的实时执行问题,在智能体状态可达集的基础上,提出了一种基于保证集的新的分布式自触发控制策略。在这一策略下,智能体向彼此发送关于它们自身可达状态的信息,即状态的保证集。这些保证集提供的信息使得每个智能体可以在未来自治地安排需要请求新信息的时刻,也为在较低的执行代价下仍能保证较好的性能水平奠定了基础。理论上证明了,在所提出的分布式策略下的李雅普诺夫函数是单调不增的。一个多智能体系统运动控制问题的仿真结果验证了所提方法正确性。     

考虑多方利益的大规模共享停车匹配优化策略

为有效缓解大规模停车时的停车乱、停车难问题,围绕停车费用、排队时间以及均衡多个停车场之间的停车需求,构建兼顾多方利益凸优化模型。首先,利用匹配博弈推导出最小化停车费用的稳定双边匹配;然后,同时考虑多方利益来扩展研究,构建的数学模型为凸优化问题,使用交替方向乘子法(ADMM)分布式求解;最后,仿真结果表明基于ADMM分布式优化模型与匹配博弈算法和贪心算法相比,可以满足多方利益,从隐私保护、计算时间与数据传递量等方面分析验证了ADMM分布式优化模型比集中式优化模型更适用于大规模共享停车匹配,并分析验证了考虑多方利益的必要性与权重系数对计算结果的影响。     

基于混合模式的BA无标度网络同步研究

为了解决基于混合模式的BA无标度网络的同步问题,首先,定义了虚拟领导节点和实体领导节点,提出了混合模式领导节点的概念。然后,用有向图表示BA无标度网络的拓扑结构,并根据该拓扑结构建立网络系统的一阶数学模型,在此基础上设计了准周期的离散控制器对领导节点进行复位,通过对领导节点的控制来控制整个网络的同步过程。最后,采用11个节点组成的BA无标度网络进行数值仿真,验证了同步理论的正确性,并分析了网络的同步速度与实体领导节点度之间的关系。     

离散事件系统中的攻击检测和修复

为研究离散事件系统中的入侵检测,防御和修复问题,采用形式语言与自动机的方法对一个受到执行器启动攻击的系统进行建模。首先,采用一种诊断器算法对该模型进行分析,判断其在受到攻击后的安全性。之后,基于此提出了一种算法,使系统在受到攻击后不满足安全性时修复系统,使其满足系统安全性的要求。最后,通过一个交通系统验证了该方法的有效性。     

基于群体社会制度策略的主从多智能体汇聚

研究一阶主从多智能体网络的汇聚问题,基于多智能体网络群体的社会制度,提出3种汇聚策略,即民主、独裁和混合策略。假设在策略中,只有领导者知道全局任务,即汇聚到一个已知的目标点,跟随者只需要与领导者群体保持联系,从而能够到达目标点。研究发现,主从网络多智体个体在属性上可以分为目标智能体,领导者智能体,非孤立跟随者从智能体和孤立跟随者从智能体。研究结果表明民主策略容易实现所有智能体到达目标点,但移动速度较慢;在独裁策略作用下,智能体网络可以很快实现汇聚,但个别跟随者从智能体由于初始条件下感应不到环境中的领导者智能体而永远停留在原来的位置;引进混合策略后,即可以保证所有的智能体到达目标点而且又可以保持较快的到达速度。通过对模型和拓扑结构的分析,得出3种策略各自的特点,并以4个领导者和5个跟随者组成的主从智能体网络为例进行仿真。     

统一混沌系统的最优控制

为了实现统一混沌系统的镇定控制,根据最小值原理为统一混沌系统设计了最优控制器,该控制器能将统一混沌系统的两个不稳定的平衡点镇定;针对控制作用施加的三个不同位置,推导了最优控制的三种不同的切换控制曲线;特别是针对控制作用施加在第三个方程时因混沌系统对初始条件的极端敏感性而造成的其中一个不稳定平衡点无法镇定的情形而引入逻辑判断环节以保证控制作用的正确加入时刻进行了说明。所得到的控制规律是bang-bang控制,通过施加闭环控制后对系统状态变化和系统相轨迹投影的仿真结果证明了所建议方法的正确性。