具有外部干扰的非线性多智能体系统的编队控制

多智能体系统编队控制因广泛应用于军事,航天,生物学等领域,成为国内外学者的关注热点.在实际应用中,当系统受到环境噪声等外部干扰时,利用领航者-跟随者的相对状态信息构造控制器无法形成预期队形.为解决这个问题,文章针对一类带有外部干扰的非线性多智能体系统,研究了领航-跟随编队控制问题.首先设计干扰观测器补偿外部干扰.其次利用自适应方法,给出了完全分布式的控制协议.再次选取适当的参数,证明了该分布式控制协议能实现系统的编队控制.最后通过仿真算例,验证了协议的有效性.     

基于事件触发策略的多智能体系统的最优主-从一致性分析

研究了具有领导者的线性多智能体系统的主 从一致性问题.借助各智能体间的通讯拓扑所构成的无向图,提出一种基于事件触发的自适应动态规划方法,并使用神经网络的逼近性质设计出了近似最优控制.利用Lyapunov稳定性定理,分析了多智能体误差系统的稳定性,并找到一个该误差系统最终有界的充分条件.数值仿真结果进一步验证了理论分析的有效性.     

事件触发下多智能体系统规定时间二分一致性

针对线性合作竞争多智能体系统(MAS),考虑到可能受到的外部干扰,研究了系统基于事件触发机制的规定时间二分一致性控制问题.首先,设计干扰观测器估计系统受到的外部干扰,且针对每个智能体给出了事件触发条件,以减少智能体间的通信频率,节省有限的通信网络资源,同时证明避免了Zeno现象,其次,为了明确地预先分配稳定时间,结合干扰观测器的估计值,设计了一种合作和竞争并存拓扑结构的规定时间事件触发控制协议,以保证所有智能体在受到外部干扰的情况下仍然达到二分一致.最后,利用仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于干扰观测器的异构多智能体自适应滑模容错一致性控制

针对线性一阶和二阶异构多智能体系统,考虑到任意智能体可能发生的执行器故障以及受到外部干扰,研究了系统容错一致性控制设计问题.首先设计变增益扰动观测器,快速估计外部干扰;其次,利用一致性误差变量构造自适应积分滑模面,结合干扰观测器的估计值设计自适应滑模容错控制器.当异构多智能体系统存在执行器故障和外部扰动时,自适应滑模控制器可以保证智能体系统的位置和速度状态趋于一致.最后,利用Matlab仿真验证了所提方法的可行性与有效性.     

带有未知参数的多智能体系统的自适应分布控制

讨论带有未知参数的多智能体系统的一致性问题.假设网络拓扑中领航者是全局可达的,设计带有未知时滞的自适应分布控制,基于Lyapunov-Krasovskii泛函,得到关于线性矩阵不等式的一致性的充分性条件.该条件保证所有跟随者跟踪领航者的状态,实现状态和参数的一致性.最后仿真算例验证方法的有效性.     

随机切换拓扑下具有区间时变时滞的二阶离散多智能体系统的均方包含控制

研究随机切换拓扑下具有区间时变时滞的二阶离散多智能体系统的均方包含控制问题.通过一个变量变换,把原系统的均方包含控制问题转化为新系统的均方稳定性问题.根据随机稳定性理论和线性矩阵不等式的方法,给出了多智能体系统解决均方包含控制的充分条件.最后,仿真实例验证了理论结果的有效性.     

一类四阶偏微分多智能体系统的一致性控制

研究一类四阶偏微分多智能体系统的一致性控制问题,该类系统中的每个智能体是由四阶偏微分方程构建而成.针对系统的特点,通过构建合适空间上的Lyapunov泛函,得到分布式反馈控制律.当该反馈控制律作用于系统时,系统状态变量的一致性误差于L2(0,l)×L2(0,l)空间内收敛到零.最后,通过仿真算例验证了方法的有效性.     

基于迭代学习算法的偏微分多智能体系统的包容控制

该文研究一类偏微分多智能体系统的包容控制问题,该类系统是由二阶抛物型或二阶双曲型偏微分方程构建而成.基于网络拓扑结构,依据跟随者系统的输出形式,设计了P型迭代学习律,得到了系统基于迭代学习稳定性意义下的收敛性条件.利用压缩映射原理,证明了两类系统的包容误差在有限时间区间内随迭代次数的增加于L2空间中收敛到零.最后,仿真...     

半马氏切换拓扑下随机非线性多智能体系统的H∞包含控制问题研究

研究了半马氏切换拓扑下随机非线性多智能体系统的日∞包含控制问题.通过设计一个控制协议使得所有跟随者的状态最终到达了领导者状态形成的凸包内,并证明该协议对随机噪声、外部干扰和半马氏切换拓扑等因素具有良好的鲁棒性.利用李雅普诺夫函数方法给出了实现H∞包含控制的充分条件.最终通过仿真算例验证了结果的正确性.     

具有等级制度的时滞多智能体系统的集群行为

针对应用实际,文章研究了具有等级制度和时间延迟的多智能体复杂系统的集群行为.通过建立时滞微分不等式和构造Lyapunov函数,分别获得了三类具有等级制度和时间延迟系统的条件集群和无条件集群结果.条件集群的结果揭示了初始条件对系统集群行为的影响规律,最后给出了保证系统集群行为形成的时间延迟取值范围.     

一阶多智能体系统的一致性分析

研究一阶连续多智能体系统的一致性问题,其中每个智能体只能在一系列离散时刻上获得其相对邻居的状态信息,并且每个智能体的保持器的周期和采样器的周期是不同的.通过分析多智能体系统的稳定性,获得了一致性成立的充要条件,该条件揭示了交流拓扑、控制器增益、采样器的周期和保持器的周期的关系.最后,提供一个仿真例子以说明理论结果的有效性.     

马尔科夫切换拓扑下带有非一致时变时滞的多智能体系统的H_∞领导跟随一致性问题

研究马尔科夫切换拓扑下带有非一致时变时滞的多智能体系统的H_∞领导跟随一致性问题.通过一个模型变换,把原系统的领导跟随一致性问题转化为新的误差系统的均方稳定性问题.根据马尔科夫时滞系统的稳定性理论,以线性矩阵不等式的形式给出了多智能体系统实现领导跟随一致且具有给定的H_∞性能指标的充分条件.最后,仿真实例验证了理论结果的有效性.     

四阶偏微分多智能体系统的迭代学习控制

该文研究多智能体系统基于一致性收敛的迭代学习控制问题,该系统中所有的智能体是由四阶梁方程构建而成.基于网络拓扑结构,并利用相邻智能体的信息,构建得到基于一致性的迭代学习控制协议.当该迭代学习律作用于系统时,一致性误差在给定的有限时间段上有界;进一步,在无初始偏差情形下,当迭代次数趋于无穷时,该一致性误差于L²空间中能够收敛于零.仿真算例验证了算法的有效性.     

具有时延和无时延加权多智能体系统一致性

针对存在全局可达节点有向加权图的静态网络,研究了在控制算法中引入不同权重的当前状态和时延状态时多智能体系统一致性问题.通过采用频域控制理论中广义Nyquist准则和Gerschgorin圆盘定理,证明了系统渐近稳定收敛到一致性的充分条件,提出一种改进系统实现一致性的最大时延上界方法;最后通过数值仿真验证了结论的正确性.     

基于小增益定理的非线性系统的事件触发控制

利用一个指数小增益定理,对一类非线性控制系统提出一种事件触发控制策略.利用该策略,实现了该系统指数渐近稳定,同时有效避免了Zeno现象的发生,最后数值模拟验证了结论的有效性.     

线性变参数系统事件触发插值预测控制

针对带有不确定性有界扰动的线性变参数约束系统,提出了一种事件触发插值模型预测控制方法.引入插值策略令优化问题的解将表现为当前时刻系统预设的反馈控制律的参数化形式,以降低优化问题求解变量的数量进而减少系统的计算负担.通过将来自系统调度参数变化的乘性扰动和每一时刻输入的加性扰动叠加构建有限步紧缩约束集,求解名义系统的优化问题得到最优解,并以名义系统和实际系统出现足够大的偏差作为触发条件,与插值系数和鲁棒约束集相关的触发阈值将在线计算.证明了所提出方法的递归可行性以及区域输入-状态稳定性,最后以一个数值例子验证了该方法.     

具有领导者的非线性分数阶多智能体系统的一致性分析

研究了利用非线性分数阶模型描述的具有领导者的多智能体系统的一致性问题.基于智能体之间的通讯拓扑图,设计了系统的控制协议和相应的控制增益矩阵.利用广义Gronwall不等式和分数阶微分方程的稳定性理论,得到了多智能体系统达到一致的充分条件.最后,数值仿真结果显示了理论结果的有效性.     

网络化Euler-Lagrange系统的分布式编队机动控制北大核心CSCD

研究了网络化Euler-Lagrange系统自适应编队机动控制问题.针对参数不确定的Euler-Lagrange系统,利用滑模控制方法提出了一种自适应编队机动控制算法.基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性.该算法的显著特点是通过引入一种特殊的有向网络拓扑来描述智能体之间的通信交互行为,使得系统中跟随者在不需要知道或估计时变机动参数的情况下,能够实现编队的方向、平移、形状的连续改变.最后对提出的自适应编队机动控制算法进行数值模拟以验证该控制方案的有效性.     

符号网络条件下扩散耦合多智能体系统的可控性分析

针对符号网络条件下扩散耦合多智能体网络的可控性进行了研究.基于广义几乎等价划分的方法,结合系统系数矩阵的限制条件,运用图理论,给出了此时系统可控子空间维数的上界,并给出了系统可控的一个必要条件,即系统可控时,划分中所有胞腔都是平凡的.给出了一种用来计算最大领导者孤立广义几乎等价划分的算法.此外,还证明了结构平衡条件下,...     

具有非对称通信时滞和切换拓扑的高阶多智能体系统的一致性

研究具有切换有向拓扑和非对称时变时滞的高阶多智能体系统的一致性问题.通过引入正交线性变换和Lyapunov-Krasovskii泛函方法,依据线性矩阵不等式给出了系统解决一致性问题的充分条件以及可容许时变时滞的上界估计.其主要贡献是基于Lyapunov方程和代数不等式建立了协议参数的显性设计,该参数设计形式简单且易于计算,并保证了所给充分条件中线性矩阵不等式的可解性,使得高阶多智能体系统的一致性在切换有向拓扑下对非对称时变时滞是鲁棒的.