基于事件触发脉冲控制的具有ROUs和RONs的非线性多智能体系统的领导跟随一致性研究

设计了一个基于Lyapunov函数的事件触发函数,并在此基础上研究了一类具有随机发生不确定性和随机发生非线性的多智能体系统在事件触发脉冲控制策略下的领导跟随一致性。与人为设置脉冲时刻序列的控制方式不同,事件触发脉冲控制策略中脉冲控制时刻的产生依赖于事件触发函数,且当触发条件被满足时才激发脉冲控制,从而减少不必要的控制次数以及系统的资源消耗。基于脉冲微分方程理论、代数图论和Lyapunov稳定性理论,给出了受控多智能体系统实现领导跟随一致性所需要满足的充分性条件,同时证明了Zeno行为可以被排除。最后,通过Matlab实例仿真验证了本文理论结果的有效性。     

二阶非线性多智能体系统的脉冲一致性

针对非线性多智能体系统在切换拓扑条件下的二阶一致性问题,通过脉冲控制方法,利用图论、矩阵理论和Lyapunov稳定性理论,得出该智能体系统达到二阶一致性的充分条件。数值模拟结果表明,非线性多智能体系统在充分条件下可实现二阶一致性。     

基于事件一致性的异质多智能体系统研究

针对二阶异质多智能体系统的一致性问题,本文研究了二阶异质多智能体系统基于事件的一致性。为了确保一致性成立,分析了异质多智能体系统的位置信息图和速度信息图的拓扑特性,并设计了关于位置信息图的基于二阶邻居信息的分布式一致性算法。同时,建立一个事件触发函数,确保系统以指数函数的形式达到一致,并证明了所有智能体的两个连续事件触发时刻之间都存在正的下界,保证了没有Zeno行为,为验证理论结果的有效性,利用Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,在一致性算法(5)下,多智能体系统的位置和速度达到了一致。该研究为多机器人系统的编队问题提供了理论基础。     

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。     

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.     

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。     

二阶多智能体系统的优化一致性协议研究

收敛速度是衡量多智能体系统(MAS)一致性协议的重要指标,是影响系统动态性能的重要因素。将多跳式网络技术应用于多智能体系统的信息传递,使每个智能体获得自身的状态及其邻节点和邻节点的节点集的状态,由此构成的系统拓扑结构引入了虚拟连接网络。在此基础上运用线性系统理论与矩阵论,提出了二阶连续时间线性多智能体系统优化的一致性协议,并利用图的代数连通度性质说明了协议的有效性。数值仿真验证了该优化协议可使多智能体系统的状态快速达到一致,说明提出的协议具有较快的收敛速度。     

基于领导者-跟随者模型的异质多智能体系统一致性

针对由一阶智能体、二阶智能体以及Euler-Lagrange智能体组成的异质多智能体系统,研究在领导者-跟随者网络模型下系统一致性的问题。当系统中存在一个一阶静态领导者时,跟随者之间的网络拓扑是无向连通的,设计了一致性控制协议,应用图论知识与拉塞尔不变集原理证明了协议的可行性;另外,当异质系统中有一个动态二阶领导者时,跟随者无法获取领导者的速度信息,采用设计分布式状态观测器的方法,给出了系统的一致性控制协议。一些仿真算例验证了所得结论的有效性。     

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...     

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.     

Consensus problem of multi-agent systems under arbitrary topology

Consensus problem of second-order leader-following multi-agent systems under arbitrary topology is investigated in this paper.Arbitrary topology means the variable topology shifts continuously rather than switches among several different structures.For ensuring the consensus of leader-following multi-agent systems,some sufficient conditions and controller design principles are deduced both for a double-integrator case and a nonlinear case.Certainly,numerical simulations are carried out to prove the feasibility and effectiveness of theory derivation,which vividly illustrates that the following agents can successfully track the leader agent.     

Multi-agent consensus algorithm for second-order systems with a time-varying reference state

Two second-order consensus algorithms with a time-vary reference state without relative velocity measurements are proposed in a directed topology. Necessary and sufficient conditions are presented to ensure second-order consensus. It is shown that all the coupling strengths and the eigenvalues of the Laplacian matrix play important roles in reaching consensus. Specially when all nonzero eigenvalues of the Laplacian matrix are real,consensus can be achieved if and only if the coupling strengths are positive and the directed topology has a spanning tree for the first algorithm,and for the second one,consensus can be achieved if and only if the coupling strengths are positive. Finally,simulation examples are presented to verify the theoretical analysis.     

Consensus tracking protocol and formation control of multi-agent systems with switching topology

Consensus tracking control problems for single-integrator dynamics of multi-agent systems with switching topology are investigated.In order to design effective consensus tracking protocols for a more general class of networks,which are aimed at ensuring that the concerned states of agents converge to a constant or time-varying reference state,new consensus tracking protocols with a constant and time-varying reference state are proposed,respectively.Particularly,by contrast with spanning tree,an improved con...     

基于PD反馈的二阶时滞多自主体系统一致性

针对存在一个全局可达点的有向拓扑下二阶多自主体系统的一致性问题,在通信时滞条件下,提出了对位置和速度同时采用比例微分（proportionderivative,PD）状态反馈一致性协议,以保证系统收敛到一致,基于频域分析和奈式判据研究揭示了通信时滞与系统内部参数之间的关系,并分析得到系统收敛的最大时滞值。仿真实验证明,选择适当的PD状态反馈参数,可缩短系统的收敛时间,加快系统趋向一致的收敛速度。     

基于Q学习的异构多智能体系统最优一致性

对有领导者的异构离散多智能体系统的最优一致性问题,提出了一种无模型的基于非策略强化学习的控制协议设计方法。由于异构多智能体系统的状态矩阵不同,其局部邻居误差的动态表达式比较复杂。与现有的多智能体系统分布式控制方案相比,所提算法减少了计算的复杂性。首先,建立由增广变量构造的多智能体系统全局邻居误差动态表达式。其次,通过二次型形式的值函数得到耦合贝尔曼方程和Hamilton?Jacobi?Bellman（HJB）方程。再次,求解耦合HJB方程的最优解,得到多智能体最优一致性的纳什均衡解,并给出纳什均衡证明。从次,基于无模型的非策略Q学习算法,求解多智能体最优一致性的纳什均衡解。最后,利用批判神经网络结构,结合梯度下降法实现了所提出的算法,并通过仿真实例验证了算法的有效性。     

具有噪声与时延的多个体系统的鲁棒一致性

针对一般的有向非平衡网络,研究了当测量噪声与通信时延共存时的单积分多个体系统的鲁棒一致性问题。通过在随机逼近一致性协议中引入时变控制增益来抑制测量噪声,并利用不等式放缩和数学归纳法证明了只要网络中通信时延有上界,多个体系统能够实现均方一致性,最终的一致性值收敛到一个随机变量。最后通过仿真算例验证了所得的结论。     

Robust Topology Optimization of Vehicle Suspension Control Arm

A robust topology optimization design framework is developed to solve lightweight structural design problems under uncertain conditions. To enhance the calculation accuracy and flexibility of the statistical moments of robust analysis, number theory integral method is applied to sample point selection and weight assignment. Both the structure topology optimization and number theory integral methods are combined to form a new robust topology optimization method. A suspension control arm problem is provided as a demonstration of robust topology optimization methods under loading uncertainties. Based on the results of deterministic and robust topology optimization, it is demonstrated that the proposed robust topology optimization method can produce a more robust design than that obtained by deterministic topology optimization. It is also found that this new approach is easy to apply in the existing commercial topology optimization software and thus feasible in practical engineering problems.     

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。     

多智能体网络的混杂建模与量化一致性

针对多智能体网络系统中普遍存在的拓扑变化、信息量化问题,综合考虑了状态量化和拓扑切换的影响.基于一种新的量化器构建了量化反馈作用下多智能体系统的混杂模型,并进一步分析了该混杂系统的有限时间收敛性,给出了一致收敛的时间下界.最后,对不同切换网络拓扑进行计算机仿真,验证所得结果的有效性.     

具有参考时变状态的多智能体的H∞一致性

考虑了具有参考时变状态的多智能体时滞网络的鲁棒一致性问题．通过定义一个恰当的控制输出,将这个问题转化为一个鲁棒H∞控制,提出了一个参考时变状态的控制协议．应用线性矩阵不等式（LMI）的方法,得到了具有参考时变状态的多智能体时滞网络的鲁棒一致性收敛的充分条件．最后,通过仿真示例对理论结果的有效性进行了验证．