有leader的二阶动态多智能体网络的L2—L∞控制

考虑系统噪声和时滞,利用L₂—L_∞控制理论研究了有leader的二阶定拓扑多智能体系统的协调一致问题.工程应用中控制输出的极大值经常需控制在一定范围内,并且考虑系统对位置变量和速度变量限制的范围不同,分别针对位置和速度的控制输出设计了加权系数;进而建立了多智能体系统的数学模型.对有时滞和无时滞的两种网络拓扑,利用李亚普诺夫函数,分析了多智能体系统在满足L₂—L_∞性 关键词： L₂—L_∞控制')" href="#">L₂—L_∞控制 多智能体系统 一致问题 时滞     

时延多智能体系统分组一致性分析

研究了拓扑结构为连通无向图与连通二分图的一阶时延多智能系统分别在两类控制协议下的分组一致性问题．基于广义Nyquist准则与频域控制理论的方法,分析并得到了多智能体系统渐进分组收敛一致的充分条件．通过该条件发现系统分组一致性的达到与系统的时延以及智能体间的耦合强度相关．同时,时延的大小影响着系统的收敛速度与动态性能．仿真实验的结果进一步验证了理论分析所得结论的正确性．     

领导-跟随多智能体系统的滞后一致性

近年来,随着应用的需要和技术的发展,多智能体系统的一致性逐渐成为研究热点.在通信网络和工程应用中,由于信号传播的延迟效应,系统中智能体的状态可能表现为滞后一致.本文提出多智能体系统的滞后一致性概念,研究了有向网络环境下一阶领导-跟随多智能体系统的滞后一致性问题.通过设计合适的控制协议,利用矩阵理论和稳定性理论,获得该系统达到滞后一致的充分条件.数值模拟验证了理论结果的正确性.     

带参改进一致性算法在多无人机集结任务的应用

多UAV集结是实现多UAV同时执行侦察和攻击任务的前提,是执行任务成功率最大化的根本保证;基于多智能体一致性理论的多UAV分布式协同控制已经广泛应用于多UAV协同作战中,通过一致性算法实现多UAV状态趋于一致;建立了多UAV集结问题的数学模型,基于协调变量和协调函数的分布式求解策略进行求解;改进了多智能体基本一致性算法和基于过去状态差值的一致性算法,提出了一种带参改进一致性算法,分析了算法的收敛条件;该算法提高了系统的收敛速度,缩短任务完成的时间;仿真实验验证了带参改进一致性算法的有效性和可行性。     

基于LMI的参数未知时变时滞混沌系统模糊自适应H_∞同步

考虑一类结构相同但驱动系统参数未知的两个时变时滞混沌系统同步问题,提出了基于T-S模糊模型的模糊自适应H∞同步方法.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,给出了驱动系统参数未知时变时滞混沌系统同步的充分条件.仿真结果表明了所提方法的有效性.     

具有不同时延的多智能体系统一致性分析

针对有向加权且存在全局可达点的静态网络拓扑, 考虑了同时具有通信时延和输入时延的一阶、二阶智能体系统的运动一致性问题. 基于广义Nyquist准则与频域控制理论的方法, 分析并得到了网络中所有智能体渐进收敛到一致状态的充分条件. 通过该条件发现一致性的达到只与系统的耦合强度、智能体的输入时延以及各自的连接状态信息有关, 与通信时延无关. 但是, 通信时延的存在却要影响系统的动态特性. 仿真实验结果进一步验证了理论分析所得结论的正确性.     

时变不确定时滞连续系统的鲁棒H∞保成本控制

针对一类同时具有状态时滞和输入时滞的时变不确定连续系统,研究了H_∞保成本状态反馈控制器的设计,假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件.通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了系统可H_∞鲁棒镇定同时满足保性能指标的一个充分条件,仅通过求解一个相应的线性矩阵不等式,就可得到鲁棒H_∞保性能控制器使得闭环系统的一个保成本函数对所有允许的不确定参数有上界,并经过迭代,通过求解凸优化问题得到最优鲁棒H_∞保性能控制器.最后用示例说明了该方法的有效性. 关键词： 连续系统 时滞 H_∞鲁棒控制')" href="#">H_∞鲁棒控制 保成本控制     

一类非自治位置时滞反馈控制系统的亚谐共振响应

研究了弹性轨道条件下，控制回路中位置反馈信号存在时滞的磁浮系统在亚谐轨道激励作用下的响应问题. 将动力学模型在平衡点处线性化，以时滞为分岔参数，得到了系统出现Hopf分岔的条件. 用中心流形约化方法得到了包含轨道扰动系统的Poincaré规范型. 用多尺度法从理论上推导了时滞磁浮系统的亚谐共振周期解，得到了自由振动的分岔响应方程，分析了周期解中自由振动项的存在条件，研究了控制参数和激励参数与周期解的关系. 最后用数值仿真的方法分析了时滞参数、控制参数对系统响应的影响，分析结果指出，使系统保持稳定的亚谐响应的时滞边界小于无扰动时的时滞边界，时滞参数不但可以抑制亚谐响应，还能够控制混沌的产生，而控制参数可以控制系统响应中自由振动项的出现和受迫振动的幅值，适当选择这些参数可以有效抑制亚谐振动响应. 关键词： 亚谐共振响应 位置时滞反馈控制 非自治磁浮系统 分岔     

非一致通信时滞动力学网络上的接连滞后同步

在动力学网络中,节点与节点之间的通信通常存在时滞,并且不同节点之间的通信时滞往往是不同的(即非一致通信时滞),研究非一致通信时滞动力学网络上的接连滞后同步,更具现实意义.为此,本文首先构建含有非一致通信时滞的动力学网络模型.其次分别设计线性反馈控制和自适应反馈控制,利用Lyapunov函数方法,重点分析了该网络的接连滞后同步的稳定性,得到了同步稳定的充分条件.最后,选取蔡氏电路作为局部动力学,又分别选取了链式网络和星型网络这两种拓扑结构来验证理论结果的正确性和有效性.     

基于无记忆状态观测器的多时滞不确定非线性系统的自适应控制

针对一类多时滞不确定非线性系统,研究了基于无记忆状态观测器的自适应控制问题.时滞状态扰动的上界未知,在控制中通过自适应律估计未知参数,并利用估计值设计了不依赖于时滞的无记忆状态观测器和控制器,基于Lyapunov-Krasovskii函数证明了观测误差渐近收敛到零.最后仿真结果说明了该方法的有效性.     

带时延与丢包的网络化多智能体系统控制器设计

网络时延与数据丢包极大地降低了网络化多智能体系统的控制性能,甚至会破坏稳定性.考虑存在网络时延与数据丢包的网络化多智能体系统,提出了一种基于时延与丢包补偿机制的预测控制器设计方法,来主动地消除网络时延与数据丢包的影响.通过对网络化多智能体预测控制系统的分析,给出了能够保证系统稳定性与一致性的控制器设计步骤.最后的仿真实例表明了该方法的有效性.     

时变不确定时滞连续系统的鲁棒H∞保成本控制

针对一类同时具有状态时滞和输入时滞的时变不确定连续系统,研究了H∞保成本状态反馈控制器的设计,假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件.通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了系统可H∞鲁棒镇定同时满足保性能指标的一个充分条件,仅通过求解一个相应的线性矩阵不等式,就可得到鲁棒H∞保性能控制器使得闭环系统的一个保成本函数对所有允许的不确定参数有上界,并经过迭代,通过求解凸优化问题得到最优鲁棒H∞保性能控制器.最后用示例说明了该方法的有效性.     

基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究

研究分数阶时滞混沌系统同步问题,基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论,设计分数阶时滞混沌系统同步控制器,使得分数阶时滞混沌系统达到同步,同时给出了数学证明过程.该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出变量进行设计,无需驱动系统和响应系统的状态变量,简化了控制器的设计,提高了控制器的实用性.利用Lyapunov稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式,研究并给出了同步控制器参数的选择条件.以分数阶时滞Chen混沌系统为例,设计基于状态观测器的同步控制器,实现了分数阶时滞Chen混沌系统同步,并将其应用于保密通信系统中.仿真结果证明了该同步方法的有效性.     

多输入多输出不确定非线性系统的输出反馈自适应机动控制

输出机动控制问题通常由几何任务和动态任务两部分组成.对具有参数不确定性的多输入多输出非线性系统,研究了其基于输出反馈的自适应机动控制问题.通过引入滤波器和观测器来实现对不可量测系统状态的虚拟估计.利用向量形式的Backstepping反推方法,构造出了输出反馈自适应控制器,并给出了三种路径变量自适应律设计方案.所提出的控制方案保证了闭环系统的全局渐近稳定性,使得系统同时完成几何任务和动态任务.最后的仿真结果验证了本方法的有效性. 关键词： 输出反馈 非线性系统 输出机动 反推     

基于期望控制函数频率特征的解耦多变量控制

提出一种简单的解耦多变量系统比例积分微分(PID)控制器设计方法;首先,将多变量过程前馈解耦为多个独立单回路系统,利用解耦器对角环节保证解耦器的稳定性和可物理实现性;其次,针对每个已解耦单回路系统,提出同时考虑设定值跟踪、扰动抑制和鲁棒稳定性要求的期望闭环传递函数,由此得到期望控制函数,并基于期望控制函数的频率特征快速获取PID控制参数;最后,示例了解耦多变量控制器的设计过程;仿真结果表明该解耦PID设计法对一般多变量时滞过程的控制是有效的。     

平行管内汽液两相流动不稳定性的多变量传递矩阵模型分析

本文运用控制理论中的多变量频域法来研究带或不带横向联通管的并联多通道两相流动系统的密度波型脉动。根据多变量系统的反馈概念,对系统的反馈机制进行了分析。考虑了平行通道内部的反馈和外回路的耦合效应及其对系统传递矩阵的影响。建立了带横向联通的平行管沸腾系统的多输入多输出传递矩阵的一般结构形式和数学表达式,进而导出了闭环系统的特征方程。在此基础上,根据控制理论得到了判断平行通道两相流动系统渐近稳定的充分必要条件,并利用多变量频域法中的Nyquist稳定性定理来分析系统的稳定性。     

一类非线性T-S模糊时滞系统的鲁棒观测器型H∞控制器设计

针对同时具有分布时滞和非线性项的T-S模糊时滞系统, 提出观测器型H_∞输出反馈控制器设计方法. 首先, 以非线性矩阵不等式形式给出时滞相关的满足H_∞性能指标的稳定性分析充分条件; 其次, 给出与所给稳定性条件等价的线性矩阵不等式条件. 在此基础上, 讨论带有非线性项的观测器型H_∞输出反馈控制的可解问题. 最后, 通过仿真算例说明控制器设计方法的可行性. 关键词： T-S模糊系统 分布时滞 观测器型输出反馈控制 H_∞控制')" href="#">H_∞控制     

受迫Holmes-Duffing系统安全域分形及时滞速度反馈控制

以受迫Holmes-Duffing系统为研究对象, 对系统施加时滞速度反馈控制, 研究周期激励引起的系统安全域的分形侵蚀及时滞速度反馈对分形侵蚀安全盆的控制作用. 利用Melnikov函数法给出时滞受控系统的安全盆的边界分形条件. 再以时滞量为变参数, 运用四阶Runge-Kutta方法和点映射方法数值研究了时滞对受控系统安全盆的影响规律. 结果表明在弱反馈下, 时滞量的增大能够提高安全盆边界分形的阈值, 从而抑制安全盆的分形侵蚀. 说明时滞速度反馈能够有效抑制系统的安全盆侵蚀.     

结点含时滞的具有零和非零时滞耦合的复杂网络混沌同步

时滞耦合的复杂网络同步已经有大量的研究成果,而网络结点含时滞的无时滞耦合的复杂网络同步的研究工作较少.为使网络模型更接近现实和适用更广的范围,建立了网络结点含时滞,而耦合兼零时滞(无时滞)和非零时滞(有时滞)的复杂网络同步模型.在网络结点上分别设置线性控制器和自适应控制器,研究了其混沌同步问题.利用李雅普诺夫稳定性定理,设计相应的正定函数,分别给出了复杂网络同步的充分条件.最后,为证实同步方案的有效性,选择时滞Logistic函数为结点动力系统,在兼无时滞和有时滞的网络上,给出了线性反馈控制同步误差数值演化趋势.     

领导-跟随多智能体系统的部分分量一致性

首先给出多智能体系统的部分分量一致性概念,然后探讨有向网络拓扑结构下的一阶非线性领导-跟随多智能体系统的部分分量一致性问题.通过设计合适的牵引控制器,建立相应的误差系统,将多智能体系统的部分分量一致性转化为误差系统的部分变元稳定性,并运用矩阵理论和稳定性理论,导出该多智能体系统实现部分分量一致性的充分条件.数值模拟验证了理论结果的正确性.