带扰动混杂多智能体系统领导–跟随一致性

本文研究了带扰动混杂多智能体系统领导–跟随一致性问题.给出了带扰动且含有非线性项的混杂多智能体系统模型.为了解决扰动和非线性项问题对系统带来的影响,本文基于等效趋近律设计了混杂多智能体系统的滑模控制协议,该控制协议包含连续时间智能体与离散时间智能体的运动状态信息.对混杂多智能体系统设计了Lyapunov函数,给出该系统实现领导–跟随一致性的充分条件,并证明了滑模控制协议下混杂多智能体系统可以实现领导–跟随一致性.最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法的有效性.     

基于滑模观测器的多智能体一致性控制

本文针对速度不可测下的多智能体系统提出一种基于滑模观测器的有限时间一致性控制算法.首先, 利用滑模观测器在有限时间内估计每个智能体的速度信息. 然后,利用估计信息设计非奇异终端滑模控制律,该控制律能够保证智能体系统在有限时间内达到一致性. 最后,通过数值仿真验证了该一致性控制算法的有效性.     

带有滑模观测器的多智能体一致性控制

本文针对智能体速度不可测下的多智能体系统提出一种基于滑模观测器的有限时间一致性控制算法.为了解决智能体速度不可测所带来的问题,本文采用了一种有限时间滑模观测器来,该观测器能够在有限时间内估计出单个智能体速度信息;滑模控制理论是一种应用广泛的经典非线性控制方法,对于系统的干扰和不确定性有着较好的鲁棒性.本文采用一种非奇异终端滑模控制方法,利用智能体邻居节点的位置和估计速度的信息设计滑模控制律,很好的解决了速度不可测下多智能体系统的有限时间一致性控制问题.最后,通过Matlab数值仿真验证了该一致性控制算法的有效性.     

基于记忆状态的多智能体系统快速分组一致性

针对拓扑结构为有向图的一阶多智能体系统,研究在组间状态差值事先未知以及状态差值事先已知两种情况下的系统快速分组一致性问题.设计基于智能体记忆状态的快速一致性协议,利用矩阵理论和频域分析法分别给出两种情况下系统收敛一致的充分条件,同时给出使系统能够更快收敛的记忆状态选取时间上界.通过仿真实验验证了所提出协议的正确性.     

基于非光滑采样控制算法的二阶有向多智能体系统的一致性

针对二阶有向多智能体系统的一致性问题,在连续时间域和离散时间域分别提出一种非光滑控制协议.首先,提出一种连续时间非光滑一致性协议,通过李雅普诺夫理论和齐次系统理论,证明在无扰动情况下可以实现智能体状态的有限时间一致,而在有扰动情况下智能体状态之间的误差将收敛到一个与控制参数和外部扰动相关的范围内;然后,基于采样控制,提出离散非光滑一致性协议,进一步分析采样周期对智能体状态之间误差的影响,并给出误差收敛区间与控制参数、外部扰动和采样周期关系的显性表达式;最后,通过仿真实例验证理论的正确性和有效性.     

带有不连续动力学的非线性多智能体系统固定时间一致性EI北大核心CSCD

本文研究了一类带有不连续动力学和有界扰动的非线性多智能体系统领导跟随固定时间一致性问题.首先,在不对称的有向拓扑图下,本文设计了一种辅助信号,该辅助信号用于观测领导者状态,且该辅助信号不在通信信道中传输,可以有效地减少系统计算代价.随后,基于辅助信号,本文设计了一种不连续控制协议,以实现多智能体系统固定时间收敛.然后,利用非光滑分析、Lyapunov稳定性理论及代数图论等证明系统可在任意初始状态下达到固定时间一致.最后,仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.     

有向图中基于扰动观测器的线性多智能体系统一致性

在有向图中,针对多智能体系统中智能体动力学存在扰动的情形,研究了系统的一致性问题.每个智能体的动力学模型为存在未知外部扰动的一般线性系统.在有向图是强连通的条件下,通过设计一种基于扰动观测器的分布式算法,实现了存在未知扰动的线性多智能体系统的一致性.最后通过仿真验证所提算法的有效性.     

基于事件触发非线性多智能体系统的固定时间一致性

本文研究了在有向拓扑下,带有非线性动力学多智能体系统的固定时间一致性问题.提出了一种新的基于事件触发机制的非线性控制策略,对于每个智能体给出了基于状态信息的事件触发条件,当状态误差满足所给条件时才触发事件,能有效的减小系统的能量耗散和控制器的更新频次.利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,证明在该控制策略下,多智能体系统在固定时间能实现领导跟随一致性,且不存在Zeno行为.相较于有限时间一致性策略,采用固定时间一致性策略系统的收敛时间不再依赖于系统的初始状态.最后,仿真实例验证了理论结果的有效性.     

完全分布式异构多智能体系统有限时间跟踪

针对异构二阶非线性多智能体系统有限时间跟踪问题,提出一种完全分布式一致性控制方法,消除对于误差上界与Laplacian矩阵特征值等全局信息的依赖.设计一种只包含局部信息的有限时间一致性协议,并提出自适应增益的分布式切换机制,使得各增益以分段常数的方式进行调节,简化了相邻两次切换时间区间内稳定性分析过程.通过反证法证明多智能体系统必将实现有限时间一致性,并且自适应增益保持有界.仿真结果验证了所提出的完全分布式一致性协议的有效性.     

带有不匹配干扰的多智能体系统有限时间积分滑模控制

针对动态多智能体系统协同控制问题，本文研究了带有不匹配干扰的二阶多智能体系统的有限时间包容控制，提出了基于非线性积分滑模控制（Integral sliding-mode control，ISMC）的复合分布式包容控制算法.首先利用Lyapunov稳定性和齐次性定理，分析了未受扰系统的有限时间包容控制问题；然后针对存在不匹配干扰的多智能体动态系统，设计非线性有限时间干扰观测器估算智能体的状态和干扰，提出基于干扰观测器的复合分布式积分滑模控制协议，结合现代控制理论和滑模控制理论，研究了带有不匹配干扰的多智能体系统有限时间包容控制问题.最后数值仿真证明了控制算法的有效性.     

Finite-time consensus control for second-order multi-agent systems without velocity measurements

This paper investigates the finite-time consensus problem for second-order multi-agent systems with unknown velocities and disturbances. By introducing the second-order sliding mode observer, two novel distributed finite-time protocols with only relative position measurements are proposed for the both cases with known and unknown boundaries of disturbances. On the basis of Lyapunov stability theorem and homogeneous theory, it is proved that the consensus can be achieved in finite time. Simulation examples are provided to show the effectiveness of the theoretical results.     

联合连通条件下的二阶多智能体系统有限时间一致性控制

针对时变动态拓扑下无leader的二阶多智能体系统有限时间一致性控制问题,本文给出有限时间一致性协议,并对所提出的一致性协议进行理论分析.基于图论、Lyapunov稳定性理论、同次性理论和积分不等式方法,证明了当通信拓扑为联合连通时,有限时间一致性协议可保证系统在有限时间达到一致.最后给出仿真结果,验证了理论的有效性.     

带有不匹配干扰的二阶多自主体系统有限时间包容控制

针对多自主体系统群集运动问题,本文研究了带有不匹配干扰的二阶系统有限时间包容控制.运用现代控制理论,设计了非线性观测器,对系统未知状态和干扰进行估计.在状态估计的基础上,构建了基于干扰观测器的多自主体系统的协同控制算法.应用代数图论和齐次性理论等方法,分析了二阶多自主体系统有限时间包容控制.数据仿真中应用基于观测器的包容控制算法,使得系统的运动状态最终都收敛到由多个领导者所围成的目标区域中,验证了本文结果的有效性.     

异构多智能体系统有限时间一致性分析

研究二阶智能体速度不可测情况下由一阶和二阶智能体构成的异构多智能体系统有限时间一致性问题。在固定拓扑结构下,给出了异构系统实现一致性的控制协议,通过LaSalle不变集原理和齐次控制方法得到了异构系统有限时间一致性的充分条件;在切换拓扑结构下,给出了异构系统一致性的控制协议,得到了异构系统有限时间一致性的充分条件。仿真结果验证了相关结果的有效性。     

具有通信时延的二阶多智能体系统有限时间一致性跟踪控制

针对具有通信时延的二阶多智能体系统的有限时间一致性控制问题,分别研究了具有固定拓扑和切换拓扑网络结构情形下的二阶多智能体系统的有限时间一致性。为使多智能体系统能在有限时间内可以达到一致,引入一致性控制增益矩阵并设计了相应的基于相对位置和相对速度的时延状态误差有限时间一致性控制算法,利用系统模型转换,泛函微分方程稳定性理论和有限时间Lyapunov稳定性定理得到了使系统在有限时间内达到一致跟踪的最大时延上界值。最后,仿真实验结果验证了所得理论的正确性和有效性。     

Adaptive Finite-time Consensus for Second-order Nonlinear Multi-agent Systems with Input Quantization

In this paper, the adaptive finite-time consensus (FTC) control problem of second-order nonlinear multi-agent systems (MASs) with input quantization and external disturbances is studied. With the help of finite time control technology, a novel distributed adaptive control protocol is constructed to achieve FTC performance for second-order nonlinear MASs by using the recursive method. The control input is quantized through a hysteresis quantizer, which reduces the communication rate of arbitrary two agents. The unknown functions are approximated by adopting the radial basis function neural networks. Under the consensus protocols and adaptive laws, it can be proved that velocity errors of arbitrary two agents reach a small region of zero in finite time as well as position errors. Finally, the effectiveness of the proposed method is illustrated via a simulation example.

     

Finite-time consensus tracking for multi-agent systems with inherent uncertainties and disturbances

In this paper, finite-time consensus tracking is investigated via time-varying feedback for uncertain nonlinear multi-agent systems (NMASs). The presence of inherent uncertainties and disturbances in the NMASs highlights the main novelty : (1) The inherent uncertainties imply that more serious unknowns and time-variations are allowed in the nonlineartities and the control coefficients of the NMASs. (2) The inherent disturbances mean that the upper bound of the disturbances is unknown. To compensate the inherent uncertainties and disturbances, time-varying protocols are proposed by integrating time-varying technique and sliding mode method. Based on the proposed protocols, the finite-time leader-following consensus and finite-time containment are achieved under directed graph. Finally, the validation of the proposed protocols is verified by two examples.     

Event-triggered Sliding Mode Fault-tolerant Consensus for a Class of Leader-follower Multi-agent Systems

This paper concerns with the robust sliding mode fault-tolerant consensus problem for a class of undertain second-order leader-follower multi-agent systems based on event-triggering strategies. First, a sliding mode fault-tolerant controller which uses the bound information of actuator failure rate and the event-triggering threshold is designed to ensure the robust consensus of the multi-agent systems, and the range of the sliding mode band is also shown. Second, by constructing an equivalent relationship, the upper bound of robust consensus error is also given. Third, the minimum event-triggered execution time for the second-order leader-follower multi-agent systems is calculated. Finally, the simulation results verify the effectiveness of the proposed event-triggered sliding mode fault-tolerant consensus algorithm.