异质非线性分数阶多智能体系统的预设时间二部一致性跟踪

文章关注一类具有符号有向图的异质非线性分数阶多智能体系统的预设时间二部一致性跟踪问题.通过引入一类具有广义性质的时变函数,设计了一类基于时变函数的预设时间分布式控制器,以一种完全分布式的方式分别实现了异质线性和异质非线性分数阶多智能体系统的精确预设时间二部一致性跟踪.该预设时间可以通过时变函数预先设定,且不依赖于任何初始值和参数.最后,用实例验证了理论结果的有效性.     

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.     

具有时变时滞的非线性分数阶退化微分系统的有限时间稳定性

本文研究了一类具有时变时滞的非线性分数阶退化微分系统的有限时间稳定性问题.首先通过退化微分系统理论得到了系统正则无脉冲的充分性条件.在此基础上通过建立Lyapunov泛函,并利用广义Gronwall不等式和线性矩阵不等式方法给出了含有时变时滞因素的分数阶退化微分系统的有限时间稳定性判据.最后给出具体的算例验证了定理条件的有效性.     

分数阶时变广义系统稳定性分析

基于Caputo分数阶导数,研究了分数阶时变广义线性系统和分数阶时变广义非线性系统的稳定性问题.首先利用相关不等式,给出了一个时变广义线性系统无脉冲且稳定的充分条件.然后,通过慢子系统来判断快子系统的变化,并利用Riccati方程,建立了分数阶时变广义非线性系统是渐近稳定的判定准则.最后,给出了算例和Simulink仿真结果,以说明结论的正确性.     

具有时变时滞多智能体系统二分一致性

针对具有时变时滞的多智能体系统二分一致性问题,设计出相应的一致性协议.进一步,通过规范变换和状态变换将二分一致性问题转化为相应的稳定性问题.构造LyapunovKrasovskii泛函,利用线性矩阵不等式(LMI)理论并结合自由矩阵的方法得到多智能体系统达到二分一致的充分条件.对于固定拓扑和切换拓扑情形均进行了研究,当系统具有切换拓扑时,利用平均驻留时间方法分析得到保证系统二分一致性成立的充分条件.最后,利用仿真实例说明所得结果的有效性.     

基于二阶邻居信息的高阶多智能体系统的一致性

研究了基于一阶和二阶邻居信息的二阶和高阶丢包多智能体系统一致性问题.对于离散框架下的多智能体系统,假设智能体之间通信拓扑图是无向的,数据包的丢失服从伯努利分布.考虑到丢包问题,文章利用一阶和二阶邻居信息针对二阶和高阶系统给出了控制协议。基于李雅普诺夫函数方法,建立了闭环系统的均方稳定性条件.算例的仿真验证了所提控制策略的有效性.仿真表明由于利用了二阶邻居信息,数据包丢失的多智能体系统具有更快的收敛速度.     

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.     

无限区间上多分数阶微分方程初值问题解的存在与唯一性

本文研究一类无限区间上具有Riemann-Liouville 导数的多分数阶非线性微分方程初值问题,在一类加权函数空间上使用Schauder 不动点定理建立了该问题解的存在性和唯一性结果, 举例说明了定理的应用.     

带乘性噪声的空间分数阶随机非线性Schrödinger方程的广义多辛算法

带乘性噪声的空间分数阶随机非线性Schrödinger方程是一类重要的方程,可应用于描述开放非局部量子系统的演化过程.该方程为一个无穷维分数阶随机Hamilton系统,且具有广义多辛结构和质量守恒的性质.针对该方程的广义多辛形式,在空间上采用拟谱方法离散分数阶微分算子,在时间上则采用隐式中点格式,构造出一类保持全局质量的广义多辛格式.对行波解和平面波解等进行数值模拟,结果验证了所构造格式的有效性和保结构性质,时间均方收敛阶约在0.5到1之间.     

一类含任意大不确定参数的非线性多智能体的协同输出调节问题

相对阶大于1的非线性多智能体的全局鲁棒协同输出调节问题需要用递归方法构造出分布式控制器.当系统的不确定参数和外加输入可以任意大时,单凭鲁棒控制技术不足以解决问题.本文尝试结合鲁棒与自适应动态高增益等控制技术来解决相对阶为2的输出反馈型非线性多智能体系统在不确定参数和外加输入可以任意大时的全局鲁棒协同输出调节问题.本文的理论结果已应用于求解超混沌(hyper-chaotic)Lorenz多智能体系统的一致性分布控制问题.     

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.     

一类变号奇异分数阶边值问题的正解

通过构造修正函数并结合降阶法,得到了一类变号奇异分数阶微分方程边值问题多个正解的存在性,其中,非线性项含有未知函数的分数阶导数且允许变号最后也给出一个例子说明主要结果的应用.     

Projective Synchronization of Fractional Quaternion Neural Networks With Time-Varying Delays北大核心CSCD

研究了具有时变时滞的分数阶四元数神经网络的投影同步问题.该文不将分数阶四元数神经网络系统转化成两个复值系统或四个实值系统,而是将四元数系统当做一个整体进行处理.在合适的控制器下,通过构造合适的Lyapunov函数,并利用一些不等式技巧,得到了具有时变时滞分数阶四元数时滞神经网络投影同步的充分性判据.最后,通过数值仿真实例验证了所得结论的有效性和可行性.     

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.     

Sampling Consensus of 2nd-Order Multi-Agent Systems Based on Time-Varying Topology北大核心CSCD

基于速度一致位移差保持不变的一致性概念,研究了二阶多智能体系统在时变拓扑下的采样一致性问题。首先,引入虚拟领导者,将具有时变拓扑结构的多智能体系统的采样一致性问题转换为误差系统的采样控制稳定性问题。其次,通过预估采样误差,研究采样误差对系统达到一致性的影响。最后,应用Lyapunov稳定性理论,分析所构造的误差系统的稳定性,并给出该误差系统最终稳定的充分条件。数值仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

一类具有多重时滞的分数阶中立型微分系统的相对可控性

本文对一类具有多重时滞的Caputo分数阶中立型微分控制系统的相对可控性和相对U可控性进行了研究.首先利用Laplace变换得到系统解的一个新的表达式,接着由Grammian矩阵得出系统相对可控的充分必要条件.最后给出了一类非线性分数阶中立型微分控制系统相对U可控的充分必要条件.     

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.     

分数阶参数时滞相关的惯性两神经元系统的混沌同步

首先研究了一类整数阶参数相关的惯性两神经元系统的混沌同步问题在控制方法上,选择了滑模控制,它的好处在于计算简单,响应迅速,进而结合分数阶系统的非线性稳定性理论,利用滑模控制和Mittag-Leffler函数方法,得到分数阶惯性神经元主从系统的混沌同步的充分条件.给出了严格的数学证明,并利用数值仿真,进一步验证了方法的有效性.     

一类非线性项带导数的p-Laplacian边值问题正解的存在性和多解性

本文研究了一类非线性项带导数的p-Laplacian算子的分数阶微分方程边值问题正解的存在性和多解性.首先,利用分数阶微分方程和边值条件给出了该边值问题的Green函数,然后利用Guo-Krasnosel’skii’s不动点定理和Leggett-Williams不动点定理得出该边值问题一个或者三个正解的存在性结论.作为应用,给出两个例子验证了结论的适用性,特别是,用迭代法进行了逼近模拟,给出解的图形.值得一提的是此文研究的微分方程的非线性项是带有Riemann-Liouville型分数阶微分.     

一类分数阶Langevin方程block-by-block算法的数值分析

分数阶Langevin方程有重要的科学意义和工程应用价值,基于经典block-by-block算法,求解了一类含有Caputo导数的分数阶Langevin方程的数值解.Block-by-block算法通过引入二次Lagrange基函数插值,构造出逐块收敛的非线性方程组,通过在每一块耦合求得分数阶Langevin方程的数值解.在0<α<1条件下,应用随机Taylor展开证明block-by-block算法是3+α阶收敛的,数值试验表明在不同α和时间步长h取值下,block-by-block算法具有稳定性和收敛性,克服了现有方法求解分数阶Langevin方程速度慢精度低的缺点,表明block-by-block算法求解分数阶Langevin方程是高效的.