具有时滞和时变系数的离散多智能体系统的一致性

研究一类具有时滞和时变系数的离散多智能体系统的一致性问题. 首先, 通过构造合适的控制协议, 并以第一个智能体的位移作为参考状态, 将原系统的一致性问题转化为误差系统中零解的渐近稳定性问题; 然后, 运用矩阵范数理论研究误差系统零解的渐近稳定性, 导出使多智能体系统实现一致的充分条件; 最后, 通过数值模拟验证了该判据的正确性和有效性.

     

随机多智能体系统稳定性综述

随机多智能体系统一致稳定性分析大致可区分为: 带随机噪声的多智能体系统的一致稳定性分析, 切换拓扑下随机多智能体系统一致稳定性分析, 随机时滞多智能体系统一致稳定性分析, 随机多智能体系统分布式优化控制一致稳定性分析. 对此, 从以上4 个方面对随机多智能体系统稳定性问题的研究进展及其存在的问题进行阐述, 并对随机多智能体系统一致稳定性的进一步研究方向进行了展望.

     

具有多时变时滞的多智能体系统在切换拓扑下的平均一致性

研究带有多时变时滞的二阶多智能体系统在切换拓扑下的平均一致性问题. 利用模型变换的方法和 Lyapunov-Krasovskii 理论, 以线性矩阵不等式(LMIs) 的形式给出了多智能体系统达到平均一致性的充分条件, 其通 讯拓扑图为联合连通的. 仿真结果验证了理论分析的正确性.

     

分布式离散多智能体系统在固定和切换拓扑下的编队控制

研究多智能体系统在分布式采样控制下固定拓扑和时变通信拓扑时的追踪和编队问题. 首先分析目标系统 在没有输入时的稳定性; 然后分别给出在固定和时变通信拓扑下使各智能体完成追踪和编队的控制协议, 并给出了系统稳定时采样间隔需满足条件的充分性和必要性证明; 最后通过仿真研究验证了所提出算法的有效性.

     

多图通信拓扑下一致性系统的鲁棒性度量

研究在外界扰动影响下的通信拓扑为多图的一阶多智能体系统的协同一致性控制鲁棒性问题. 采用闭环系统的??₂ 范数来度量系统的鲁棒性; 借助代数图论、控制论和矩阵论, 建立通信拓扑在有无自环时多智能体系统鲁棒性、系统??₂ 范数、系统通信拓扑之间的直接联系, 并进行严格的证明; 给出通信拓扑为完备图、星图、路图、环图时多智能体系统之间的收敛速度、鲁棒性分析与比较. 仿真实例表明了所提出方法的有效性.

     

时变时滞与切换有向通信拓扑协议下线性多智能体系统一致性的平均驻留时间条件

研究时变时滞与切换有向通信拓扑协议下高阶连续时间线性多智能体系统的一致性问题. 利用一个线性变换将该问题等价转化为一个切换时滞系统的稳定性问题. 假定出现的每一个通信拓扑都是可一致的, 借助时滞切换系统稳定性的平均驻留时间方法, 以线性矩阵不等式(LMIs) 形式给出多智能体系统达到全局一致的充分条件. 数值实例验证了结果的正确性.

     

多智能体时滞和无时滞网络的加权分组一致性分析

针对连通二部图结构下的一阶多智能体系统, 考虑有无时滞两种情形下多智能体的加权分组一致问题. 设计一类基于竞争关系的分散协调控制协议, 利用矩阵论和代数图论等有利工具, 使得在该控制协议下, 多智能体系统均可全局收敛到任意指定的加权一致状态. 针对系统存在时滞的情形, 运用圆盘定理和广义奈氏准则, 得到系统达到收敛时可能容忍的最大时延上界. 仿真实例较好地验证了所得出结论的正确性.

     

不确定非线性多智能体系统的分布式模糊自适应镇定控制

针对一类具有未知非线性和未知参数摄动的非线性多智能体系统, 提出一种分布式模糊自适应镇定控制方法. 基于邻接智能体信息和部分智能体的自身信息, 分别设计静态耦合和动态耦合的分布式模糊自适应控制律. 基于Lyapunov 稳定性理论, 证明了所提出的控制器能使得系统状态最终稳定于原点的邻域内. 仿真实例验证了所提出方法的有效性.

     

多智能体系统编队控制相关问题研究综述

首先梳理了编队控制研究的脉络, 介绍了3 种经典的编队控制方法, 即跟随领航者法、基于行为法和虚拟结构法的研究思想; 接着综述了近年来发展的, 包容了上述3 种方法且基于图论的编队控制理论的研究成果, 包括多智能体系统图论的建模, 基于代数图论和基于刚性图论的多智能体编队控制律设计、编队构型变换等方面的研究成果; 然后从图论结果出发, 回顾了与编队控制密切相关的一致性、聚集/同向、群集/蜂拥和包络控制的最新进展; 最后, 为了促进多智能体系统在实际中的应用, 指出了多智能体编队控制研究中有待解决的若干问题.

     

考虑时序约束的多智能体协同任务分配

研究多智能体系统的多目标多任务分配问题, 考虑任务之间的时序关系, 建立分布式任务分配模型. 扩展了一致性包算法(CBBA), 按优先级将目标任务归入不同层级, 各智能体在构建任务包和任务路径时, 只将分配过高阶段任务的目标添加至相应的任务包和任务路径中, 从而保证目标任务时序约束的同时, 保持了CBBA算法的特性. 与多任务分配问题经典算法的比对实验表明, 所提出的改进算法求解结果稳定可靠, 运行时间优于经典算法.

     

基于事件触发的二阶多智能体领导跟随一致性

研究二阶多智能体系统在固定有向拓扑下的领导跟随一致性问题.为了节省网络和计算资源,给出一种基于事件触发控制的一致性算法.针对每个跟随者智能体,设计基于状态误差形式的触发函数,只有当状态误差满足一定条件,即触发函数取值为零时智能体才触发事件,同时更新并传递自身的采样信息,在两个相邻事件触发时刻之间,控制输入只受领导者控制信号的影响.利用模型变换、矩阵理论和Lyapunov稳定性理论给出多智能体系统达到领导跟随一致性的充分条件.仿真结果验证了理论方案的可行性和有效性.     

基于自相关函数的模糊时间序列优化算法

针对模糊时间序列模型中模糊推理规则的优化问题, 提出一种时间序列的自相关理论与模糊时间序列相结合的算法. 首先考查数据平稳化; 然后运用传统的数据模糊化方法得到模糊集, 进而建立模糊规则, 并运用自相关函数理论对模糊规则进行优化; 最后通过对Alabama 大学注册人数的预测验证了所提出算法的有效性.

     

一类不受控离散事件驱动不确定线性切换系统优化控制

考虑一类不受控离散事件驱动不确定约束线性切换系统, 提出具有任意切换特性的约束优化控制策略. 引入有限时域性能函数, 定义约束最优控制问题. 为降低控制器的在线计算量, 通过参数化方法压缩最优控制问题决策变量的维数. 应用公共Lyapunov 函数和控制Lyapunov 函数理论建立的闭环切换系统, 具有对不确定扰动和不受控切换信号的渐近稳定性和逆最优性. 最后通过算例仿真验证了结果的有效性.

     

一类具有输入时滞的时变离散系统的预见控制

针对一类具有输入时滞的时变离散系统,研究其预见控制问题.利用差分算子的性质,对系统的输入时滞项和目标信号进行差分处理,构造包含目标信号但不含时滞的扩大误差系统.基于最优控制和预见控制的相关理论,得到了扩大误差系统带有预见前馈补偿的控制器.进一步,利用矩阵分解方法,将高阶Riccati方程进行降阶处理,从而得到原时滞系统的预见控制器.最后通过仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

产量和需求随机下基于收益共享契约的供应链决策

针对产量和需求都随机的供应链, 在条件风险值(CVaR) 的度量准则下, 建立具有风险规避型零售商的供应链最优决策模型, 探讨收益共享契约下供应链协调的条件, 并进行了数值分析. 研究结果表明, 零售商的风险规避以及产量的不确定性将降低最优订购量及供应链效益; 收益共享契约可以优化产量和需求随机条件下的供应链运作效率, 并在一定条件下使供应链达到协调.

     

带未知干扰的模块化航天器系统相对轨道的队形控制

基于多智能体系统一致性理论,在有向拓扑结构中对模块化航天器相对轨道的队形控制问题进行研究.考虑与状态相关的未知外部干扰,在存在模块质量不确定性的情形下,基于自适应增益技术,设计仅依赖模块自身及其邻近模块信息的分布式控制算法,并通过Lyapunov稳定性方法证明闭环系统是渐近稳定的.最后在Matlab/Simulink中对6个模块组成的模块化航天器系统的队形进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制律是有效且可行的.     

信息不对称时有损失厌恶型零售商参与的价格补贴契约设计

运用前景理论和委托代理理论,探讨信息不对称时有损失厌恶型零售商和风险中性供应商参与的价格补贴契约设计问题.通过对零售商订货行为和供心商定价策略的研究,发现信息小对称时零售商的最优订货量小于系统的最优订货量.因而价格补贴契约不能使整个供应链达到协调.最后通过算例进行丁验证.     

需求分布不确定条件下的多周期库存鲁棒优化模型

在离散需求情景概率不确定的条件下, 建立基于最大最小方法的多周期库存鲁棒优化模型. 考虑需求分布分别隶属于区间和椭球不确定集两种情形, 运用对偶理论将多周期库存鲁棒优化模型转化为易于求解的凸规划问题. 数值结果表明, 与已知需求分布下的系统最优绩效相比, 采用鲁棒订货策略虽然会导致部分绩效损失, 但损失值很小, 表明基于鲁棒优化的多周期库存订货策略具有良好的鲁棒性, 能够有效抑制需求分布不确定性对库存运作绩效的影响.

     

时变线性系统同时强镇定控制器设计

在套代数框架下, 应用素分解的方法, 设计能同时强镇定两个时变线性系统的稳定控制器, 并给出了所有控制器的参数化. 应用该控制器参数化, 对某类同时鲁棒强镇定问题进行研究, 给出了两个时变线性系统可被同时强鲁棒镇定的充分条件. 针对所得的控制器设计结果给出了数值例子, 数值结果表明了该设计是有效和可行的.