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.     

DoS攻击下多智能体系统的事件触发编队控制

文章研究了拒绝服务(DoS)攻击情况下多智能体系统基于事件触发的编队控制问题.首先,基于系统状态构造了一种滑模编队控制算法,有效地克服外部干扰并实现时变编队.为了避免控制资源浪费,将事件触发策略应用于多智能体系统的编队控制中,并对奇诺(Zeno)现象的避免进行了详细的分析.假设DoS攻击是周期性发生的,针对具有DoS攻击的多智能体系统,提出了一种改进的触发机制,使其仍然能完成编队控制任务,并通过Lyapunov函数法和归纳法证明了控制系统的稳定性.最后,仿真结果验证了该方案的有效性.     

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.     

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.     

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.     

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...     

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,...     

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.     

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.     

演化博弈与逻辑动态系统的优化控制

探讨演化博弈与逻辑动态系统的优化控制的关系.主要内容包括三个方面:1)讨论基于演化博弈的逻辑动态(控制)系统的建模,即如何从演化动态博弈导出多值逻辑系统的优化控制问题;2)多值逻辑系统在平均收益和带贴现因子的总收益两种性能指标下的优化控制的基本结论与算法;3)如何从逻辑动态系统的最优控制导出演化博弈的纳什均衡.使用的基本工具是矩阵的半张量积,基本方法是将逻辑动态系统转化为基于矩阵的离散时间动态系统和博弈策略的矩阵表示.     

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.     

离散时间大种群随机多智能体系统的线性二次分散动态博弈

研究具有耦合二次型随机性能指标的离散时间大种群随机多智能体系统的分散博弈问题.系统所受的噪声干扰为条件二阶矩有界的鞅差序列,比以往研究所考虑的高斯白噪声情形更具有广泛性.采用状态聚集方法构造了对种群状态平均的估计,基于Nash必然等价原理设计了分散控制律,并利用概率极限理论分析了闭环系统的稳定性和最优性.主要结果包括(1)证明了对种群状态的平均的估计在某种范数意义下的强一致性,即种群状态的平均与其估计值之间的误差在该范数意义下将随系统个体数N的增加几乎必然收敛于0;(2)证明了闭环系统的几乎必然一致稳定性,即系统的稳定性与种群个体数N无关;(3)证明了所设计的分散控制律是几乎必然渐近Nash均衡策略.     

牵制控制含噪声的多延迟超网络的结构识别

本文研究了含噪声的多延迟超网络的结构识别问题,利用随机微分时滞方程的LaSalle不变原理和Lyapunov稳定性理论,获得了通过牵制控制进行超网络结构辨识的理论.通过数值仿真验证了理论结果的有效性.以三层网络为例,仅控制一个节点就可以成功识别出该网络的未知拓扑结构,同时,驱动网络和响应网络达到了同步.     

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.     

异质分数阶非线性多智能体系统的预设时间一致性北大核心CSCD

该文研究了一类异质分数阶非线性多智能体系统的预设时间一致性问题.设计了一类基于时变函数的预设时间分数阶积分控制器,将分数阶非线性多智能体系统转化为一阶非线性多智能体系统.然后综合利用整数阶Lyapunov函数法和预设时间控制技术,分别实现了具有连通无向图和具有含生成树有向图的多智能体系统的精确预设时间一致性控制.该预设时间可以通过时变函数预先设定,且不依赖于系统初始值和参数.最后,用实例验证了理论结果的有效性.     

基于邻居的多智能体系统的多组一致性

针对二阶领导跟随的多智能体系统的组一致性问题,分别就智能体具有线性和非线性两种动态特性情况,在邻域分布式控制下,提出了领导跟随的控制协议.首先,根据设计的控制协议,基于代数和图论相关知识,可以将多智能体系统组一致性问题转化为误差系统的稳定性问题.然后,利用Lyapunov稳定性理论等知识可以得到保证线性和非线性二阶多智...     

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.     

用牵制控制方法进行含随机噪声的复杂网络的拓扑结构识别

本文研究了含噪声的复杂动态网络的拓扑结构识别的问题.利用牵制控制(Pinning控制)方法,基于随机微分方程的理论基础,来进行网络的拓扑结构识别,设计自适应反馈控制器和识别率,来反演网络结构,通过数值仿真,获得了pinning控制方法主要是通过一部分未知节点来识别整个网络的拓扑结构的结果,噪声强度的范围将影响网络结构正确识别时的耦合强度范围,噪声强度越大,可识别的耦合强度也越大.     

带有时滞的离散多智能体系统的H_∞一致性问题

考虑带有时滞的离散多智能体系统的H_∞一致性问题,采用增广系统法将原系统转换成为一个不带时滞的降阶系统.通过利用李雅普诺夫稳定性理论研究降阶系统的稳定性,得到多智能体系统达到H_∞一致的线性矩阵不等式形式的条件.最后,仿真结果验证理论结果的有效性.