有向网络拓扑下非线性多智能体系统的固定时间包含控制

针对具有本质非线性动态的多智能体系统,研究固定时间的包含控制问题.假设只有部分跟随智能体能够直接获取领导智能体的状态信息,而且跟随智能体的通信拓扑是有向的,设计分布式的控制协议来解决固定时间的包含控制问题.利用代数图论、矩阵理论和固定时间稳定性理论,得到了系统解决包含控制问题的拓扑条件.最后仿真实例验证了理论的正确性.     

多智能体系统的有限时间与固定时间一致性

本文利用非连续的控制协议,研究了多智能体系统的有限时间一致性与固定时间一致性问题.基于集值映射、微分包含以及Lyapunov稳定性理论,在统一的框架下,给出了多智能体系统达到有限时间一致性和固定时间一致性的判别准则.通过数值仿真,验证了所给协议的有效性.     

非线性多智能体系统的固定时间包含控制

针对有向拓扑结构下具有非线性动力学和未知干扰的多智能体系统,研究了固定时间包含控制问题(假设智能体之间的通信拓扑是有向的,跟随者还受到未知干扰的影响).基于代数图论、矩阵理论和固定时间稳定性理论,证明了所提出的控制协议可以解决固定时间包含控制问题.最后,通过仿真实例,证明了理论结果的有效性.     

基于静态输出反馈协议的多智能体系统同步

研究多智能体系统的同步和有限时间同步问题.基于邻居节点的输出信息设计静态输出反馈协议,将多智能体系统同步控制问题转化为一类同步误差系统的镇定问题,导出使该系统同步和有限时间同步的充分条件.采用分离方法,通过迭代求解含有不等式约束的优化问题,得到最优的静态输出反馈增益,使得相应的性能指标最小. 通过数值算例验证了结果的可行性,研究参数对解空间的影响,得到参数可行域.     

时变领航情况下多智能体网络一致性分析与应用

针对个体动态为一阶积分器的多智能体网络,研究时变领航情况下网络的一致性.当只有部分个体已知领航者状态时,基于智能体间的相对状态,提出分布式控制协议,应用图论、矩阵理论和稳定性理论给出有向固定拓扑网络实现一致的充要条件及算法.拓展算法至当智能体间具有固定相对状态偏差时,给出分布式控制协议和网络实现一致的充要条件及算法.仿真实验结果表明:基于文中算法的控制协议可以实现只有部分智能体已知时变领航情况下的一致性追踪,基于拓展算法的控制协议可使多车辆在一定时间保持理想编队.该研究结果对于多智能体协调控制问题具有参考意义,也为多车辆编队控制问题提出新的思路.     

基于量化脉冲控制策略的领导跟随多智能体系统的固定时间一致性

本文研究了基于量化脉冲控制的非线性领导跟随多智能体系统的一致性问题.基于矩阵理论、李雅普诺夫函数和利普希茨不等式,给出了若干假设和充分条件.通过构造比较系统,利用微分方程理论,给出了固定时间下的一致性准则,且计算了达到一致需要的时间.最后,选择合适的参数,通过数值仿真验证了理论分析的有效性.     

线性时滞多智能体系统多类型拓扑切换下的一致性

针对带有时变时滞协议的连续时间线性高阶多智能体系统在多类型有向通信拓扑切换下的一致性问题进行研究.考虑多智能体系统在可一致与不可一致通信拓扑之间进行切换的情况.通过一个线性变换将该一致性问题等价地转化为一个切换时滞系统的稳定性问题.基于切换系统稳定性理论与时滞系统理论,利用平均驻留时间方法分析,以线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)的形式给出多智能体系统达到状态一致的充分条件.数值实例验证了理论分析所得结论的正确性.     

不确定DoS攻击下的异构多智能体系统异步控制器设计

研究了存在不确定拒绝服务(denial of service, DoS)攻击的异构多智能体系统协同控制问题。网络环境的开放性会导致网络攻击的复杂性不断提高,其中,对于一类不确定网络攻击的研究具有重要的现实意义。由于不确定攻击情况下模态获取困难,将导致控制器模态与系统模态产生不匹配问题。首先,正常情况下所有智能体都是时间同步的并且以固定采样周期相互通信,当攻击发生时采用保持输入机制并且假定攻击持续时间是有界的,通过使用马尔可夫切换系统方法来构建该复杂动态系统模型。其次,通过解耦技术将原高维系统转换为两个低维的闭环误差系统,并通过Lyapunov稳定性理论得到了保证异构多智能体系统输出一致性的充分条件。进一步,应用相关矩阵变换方法给出了通过求解一系列矩阵不等式来获得控制器增益的方法。最后,通过基于移动舞台机器人系统的仿真研究验证了本文所提出方法的有效性。与现有结果相比,本文所考虑的攻击概率可以是不确定甚至完全未知的,所设计的异步控制器具有更好的兼容性,即包含了常见的同步控制器以及模型独立控制器。     

离散时间多智能体系统的间歇二部一致性

为加强多智能体系统的协同控制,研究了离散时间多智能体系统的间歇二部一致性问题.首先,结合间歇控制,提出了可以实现二部一致性的控制协议,得到了二部一致性达到的条件;然后,利用代数图论、Lyapunov稳定性理论知识,给出了系统的收敛性分析;最后,利用数值仿真实验验证了所设计的间歇控制协议对离散时间多智能体系统稳定有效.     

基于二阶邻居事件触发智能体系统二分一致性

针对多智能体系统的二分一致性问题,本文利用分布式事件触发控制方法,对多智能体系统二分一致性进行研究。为了加速多智能体系统二分一致性的收敛速度,利用智能体自身及其一阶和二阶邻居信息,设计了二分一致性协议,并对无向连通或有向强连通的拓扑结构进行研究,当拓扑结构是结构平衡时,利用李雅普诺夫稳定性定理,证明了多智能体系统可以在给定事件触发条件下达到二分一致。为验证理论结果的有效性,利用Matlab软件进行数值仿真。仿真结果表明,在所设计的二分一致性协议下,多智能体系统的状态可以达到二分一致。该研究为多机器人系统的编队问题提供了理论基础。     

含有状态时滞的时离散多智能体系统可控性研究

针对一类含有状态时滞的时离散多智能体系统,在固定拓扑条件下,研究了其可控性问题。在固定拓扑及领航者—跟随者结构下,即一个或多个智能体作为领航者,其余智能体作为跟随者,获得了系统可控的一些充分条件。在这些条件下,系统可以完成预期的编队控制。数字仿真结果验证了所得结论的有效性。     

基于PCA故障诊断的化工过程多智能体优化策略

在基于PCA理论的化工过程故障诊断的基础上,研究了化工过程多智能体体系结构,并基于多智能体系统的多层优化策略实现了故障诊断智能体与其他智能体的协调机制.     

二阶多智能体系统的环形编队控制研究

针对二阶多智能体系统的环形编队控制问题,本文采用动力学模型为二阶积分器形式的控制输入方法,并采用位置信息和速度信息来设计控制率,通过一系列的证明与推导给出了二阶多智能体系统环形编队实现的充分条件。假设所有的智能体始终都在一固定的圆环上运动,并且每个智能体只能感知到其前后2个紧邻智能体的位置和速度信息,同时利用邻居的信息,对每个智能体设计分布式控制率,再通过数值算例对给出的结论和定理进行计算和验证。验证结果表明,所提控制策略可以使多智能体系统形成给定期望环形编队。该设计为多智能体系统其它方面的研究提供了新思路,同时也为该理论应用到将来的机器人编队控制中指明了方向。     

多智能体系统的自适应事件触发平均一致性

针对一阶多智能体系统的平均一致性问题,本文基于自适应事件的控制方法,研究了具有无向连通拓扑结构的一阶多智能体系统的平均一致性。为了确保平均一致性成立,并使系统的控制性能得到提高,分析了多智能体系统通信拓扑图的特性,设计了一种基于事件的自适应控制协议。该协议利用基于状态误差的自适应事件触发条件,使智能体之间的信息传递仅在触发条件成立的时刻进行。同时,基于Lyapunov稳定性理论,得到系统实现平均一致的充分条件,对固定拓扑和切换拓扑情形进行研究,通过Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,在自适应事件触发控制下,系统的事件触发频率更快,使系统的控制性能得到提高,验证了理论结果的有效性。该研究为多机器人系统的协作问题提供了理论基础。     

多智能体系统的协调控制研究综述

近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制、交通车辆控制、无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题.首先介绍了多智能体系统的研究背景、智能体的概念和相关的图论知识;然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析;最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究.     

基于分布式自适应方法的多智能体系统的包容控制

研究一般线性多智能体系统在有向固定拓扑结构下的包容控制问题,提出一种新的完全分布式的自适应控制协议。利用矩阵理论将原系统转换成误差系统,再利用Lyapunov方法分析误差系统的稳定性问题,得到了多智能体系统包容控制问题可解的充分条件。该协议的参数设计不依赖任何全局信息,仅利用自身和邻居智能体的相对状态信息,有效地驱使所有跟随者的状态渐近收敛到领导者相应状态所形成的凸包内。仿真实例验证了理论结果的有效性。     

多智能体技术的发展和应用现状

多智能体技术是分布式人工智能领域的一个研究热点,由于它具有“智能分布”的特点和统一协调的机制,因此广泛应用于多实体共同完成某一任务的情况.本文在查阅大量文献资料的基础上对多智能体系统的主要研究内容和多智能体系统理论在诸多领域的应用现状进行了归纳和总结,并对该技术今后的研究方向进行了探讨.     

一类离散时间非线性多智能体系统的一致性

研究了离散时间非线性多智能体系统的一致性问题。针对递归非线性模型中的未知参数,利用泰勒展开式推导了投影算法辨识参数。基于把参数估计值作为参数真值的基本设计思想和自适应控制理论中的必然等价原则,利用智能体的邻居历史信息,提出了分布式自适应控制律,使得多智能体系统达到了一致性。最后用仿真验证了理论结果的有效性和可行性。     

间歇牵制控制下非线性多智能体系统的滞后一致性

为了使智能体适应相关的间歇信号并降低其控制成本,在间歇牵制控制下,对多智能体系统的滞后一致性问题进行了研究.给出了滞后一致性的定义,然后对于多智能体系统模型,设计了一种合适的间歇牵制控制协议,并运用Lya-punov泛函方法和矩阵不等式理论导出在间歇牵制控制下该系统的滞后一致的充分条件,从而实现了非线性多智能体系统在间...     

基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性控制

本文研究了基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性问题.为了降低智能体间无线通信网络负载,本文引入事件触发机制来减少智能体之间通信的冗余数据传输量.由于智能体间无线通信网络易遭受网络攻击,因此考虑无线通信网络环境下欺骗攻击的影响,建立了一类基于事件触发和欺骗攻击的多智能体系统数学模型.基于此模型,通过利用Lyapunov稳定性理论、多智能体一致性理论和线性矩阵不等式技术分别给出多智能体一致性控制的稳定性条件和控制器设计算法.最后,通过仿真算例验证了所提出设计方法的有效性.