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.     

基于事件触发的时变拓扑多智能体系统编队控制

针对资源受限的时变拓扑多智能体系统的编队控制问题,提出一种基于复合误差信息事件触发机制以减少不必要的信息传输,降低带宽占用,并设计了多智能体系统的编队控制协议和分布式事件触发机制.通过将多智能体系统的编队控制问题转化为闭环延时系统的稳定性问题,构造Lyapunov-Krasovskii函数并利用线性矩阵不等式技术,给出多智能体系统实现编队的充分条件.最后,通过仿真验证了所提出方法的有效性.     

网络攻击下多智能体系统动态事件触发一致性

研究网络攻击下一般线性多智能体系统的动态事件触发一致性问题.考虑多智能体系统在受到网络攻击后,被攻击节点的状态会改变,导致与其相应的连接无法工作,设计修复策略恢复被攻击节点及其相应的连接,给出网络攻击下分布式事件触发控制协议.在静态事件触发机制基础上,通过引入动态阈值参数,提出动态事件触发机制.进一步,利用图论、线性矩阵不等式和李雅普诺夫函数方法,给出网络攻击下实现多智能体系统一致性的充分条件,并证明在所提出的动态事件触发条件下,能够有效避免芝诺行为.最后,通过仿真例子来验证理论结果的有效性.     

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.     

事件触发机制下的二阶多智能体系统的一致性

研究二阶多智能体系统的一致性问题.为了减少智能体之间的信息通信量,给出一种改进的事件触发控制方法, 在该方法下,每个智能体仅在自身事件触发时刻执行控制任务.利用模型转化、线性矩阵不等式方法和Lyapunov稳定性理论给出系统达到一致性的充分条件,同时,理论计算结果表明,系统在所提出的方法下不存在Zeno现象.仿真实例验证了理论分析的有效性.     

基于事件触发的三阶离散多智能体系统一致性分析

研究了基于事件触发控制的三阶离散多智能体系统的一致性问题.首先,基于位置、速度和加速度三者的测量误差,设计了一个新颖的事件触发控制机制.然后,利用不等式技巧,得到了使离散多智能体系统达到一致的充分条件.所得到的条件揭示了系统的通信拓扑的Laplacian矩阵特征值和耦合强度对于系统一致性的影响.此外,还给出了事件触发控制器排除类Zeno行为的确定条件,这意味着事件触发控制器不会每个迭代时刻都更新.最后,通过仿真实验验证了所获得理论结果的正确性和可用性     

基于观测器的线性时变时滞多智能体系统一致性

针对系统状态不可测和具有通信时延的线性多智能体系统,提出一种基于观测器的一致性控制算法.设计观测器用于解决智能体状态不可测的问题,在观测器的基础上,提出一种控制协议来实现带时变时延的线性多智能体系统一致性.利用模型转换的方式将原系统转换为新的模型系统,在此基础上,构造Lyapunov-Krasovskii函数并分析系统稳定性,通过求解线性矩阵不等式获取控制器系数矩阵.最后通过Matlab数值仿真验证所提出方法的有效性.     

故障下随机多智能体系统的混合无源/H∞容错一致性

本文研究了在有向拓扑结构下, 马尔可夫跳变故障多智能体系统的混合无源/H∞容错一致性问题. 首先, 针对系统中的执行器偏移故障, 基于增广矩阵方法设计故障观测器以估计未知的偏移故障. 进而, 利用所估故障信息, 基于混合无源/H∞性能指标, 利用代数图论、自由权矩阵、增广矩阵和线性矩阵不等式等方法, 设计了相应的容错控制器, 实现了故障情况下多智能体系统的容错一致性. 最后通过数值仿真验证了该方法的有效性.     

具有随机多跳时变时延的多航天器协同编队姿态一致性

针对存在随机多跳时变时延的多航天器协同编队的姿态一致性问题,本文设计了可消除随机多跳时变时延影响并能够实现多航天器协同编队姿态角速度一致及姿态角有效跟踪的静态控制器.首先基于有向图论推导出领航者一跟随者误差系统的动态方程,然后通过构造合适的Lyapunov函数将误差系统调节器问题转化为了线性矩阵不等式解的存在性问题,其次通过求解线性矩阵不等式完成了协同编队姿态控制系统的静态控制器设计.理论分析表明,所设计的控制器能够有效消除随机多跳时变时延影响,实现了多航天器协同编队的姿态一致性.数值仿真验证了所提方法的正确性和有效性.     

不确定通信拓扑下多智能体系统鲁棒一致性

本文研究一类具有通信不确定的多智能体系统鲁棒一致性问题.本文提出基于标称通信拓扑有向生成树的线性变换方法,将线性多智能体系统的状态一致性问题转化为相应线性系统的鲁棒部分变元渐近稳定性问题.首先采用基于有向生成树关联矩阵的线性变换,将多智能体系统网络的全局状态方程转化为一个降阶子系统;其次,将拉普拉斯矩阵的摄动部分进行分解,利用降阶系统设计鲁棒二次镇定控制器,推导出所有智能体状态达到渐近一致的充分条件.在此基础上将控制协议的参数设计转化为求解线性矩阵不等式的可行解.最后,通过数值仿真验证了所提出的一致性协议分析与设计方法的可行性和有效性.     

事件触发机制下的多智能体领导跟随一致性

研究了一类具有动态领导者的一阶多智能体系统的一致性问题。基于事件触发机制给出两种一致性协议,即集中式触发控制协议和分散式触发控制协议。利用李雅普诺夫稳定性理论和模型转化方法分别给出多智能体系统在两种协议作用下达到领导跟随一致的充分条件。同时,理论计算表明,系统在两种控制协议下均不存在Zeno行为。实例仿真结果验证了理论方案的有效性。     

Consensus in nonlinear multi-agent systems with nonidentical nodes and sampled-data control

This paper primarily discusses the leader-following consensus problem in nonlinear second-order multi-agent systems with nonidentical nodes. Sampled-data-based protocols are applied to reach consensus. Both delay-free and input-delay protocols are proposed. Based on the Lyapunov functional approach and linear matrix inequality (LMI) method, sufficient criteria are obtained to guarantee quasi-consensus for nonlinear heterogeneous multi-agent systems. All the heterogeneous followers can track the leader within a bounded range. Furthermore, the error systems between the leader and each follower eventually converge to a convergence domain that depends on the heterogeneity among the dynamics of the agents. Additionally, leader-following consensus can also be reached as the heterogeneity vanishes. Finally, numerical simulations are provided to illustrate the theoretical results.     

Generalised exponential consensus of the fractional-order nonlinear multi-agent systems via event-triggered control

In this paper, the leader-following consensus problem of the fractional-order nonlinear multi-agent systems via event-triggered control is considered. An effective event-triggered controller is designed and then generalised exponential consensus of the controlled multi-agent systems is studied in the sense of Mittag-Leffler stability of fractional-order systems. The event-triggering function design is dependent on the parameter of the system structure and the minimum inter-event interval can be flexibly adjusted with different fractional-order α. With the event-triggered control scheme, the consensus condition is obtained and the convergence rate of the system is estimated. Numerical simulation indicates the effectiveness of the theoretical results.     

基于事件触发控制的二阶多智能体的一致性

研究二阶多智能体系统在固定有向拓扑下的一致性问题。为减少不必要的网络带宽资源的浪费,给出一种基于事件触发控制的一致性算法。该算法基于状态误差对系统中的所有个体建立事件触发函数,使得个体之间的信息通讯和控制信号更新仅在事件触发时刻进行。采用矩阵理论和模型变换思想对系统进行了分析和转化,并利用Lyapunov理论给出了系统达到渐近一致的充分条件。仿真结果验证了理论方案的有效性。     

Integral-based event-triggered control for multi-agent systems with general linear dynamics

ABSTRACT

This paper proposes an integral-based event-triggered control strategy to solve the consensus problem of multi-agent systems with general linear dynamics. We first consider the leader-following consensus problem where the communication topology has a directed spanning tree with the leader as the root. It is proved that under the proposed strategy leader-following consensus is guaranteed and the inter-event intervals are lower bounded by positive constants. Then, the leaderless consensus problem of multi-agent systems is investigated under directed topology. We show that consensus is achieved and no Zeno behaviour occurs. Simulation results verify the effectiveness of the obtained results.     

Leader-following consensus of fractional-order multi-agent systems via adaptive pinning control

In this paper, the leader-following consensus problem of fractional-order multi-agent systems is considered via adaptive pinning control. The dynamics of leader and all followers with linear and nonlinear functions are investigated, respectively. We assume that the node should be pinned if its in-degree is less than its out-degree in the paper. Under this assumption and based on the stability theory of fractional-order differential systems, some leader-following consensus criteria are derived, which are easily obtained by matrix inequalities. The control of each agent using local information is designed and detailed analysis of the leader-following consensus is presented. The design technique is based on algebraic graph theory and the Riccati inequality. Several simulation examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

积分事件触发策略下的线性多智能体系统领导跟随一致性

研究有向切换拓扑下线性多智能体系统的事件触发一致跟踪问题.大多数已有的工作研究了固定拓扑下的事件触发控制,然而,当智能体间联系随时间发生改变或通信拓扑随时间发生变化时,该控制策略失效.鉴于此,在考虑切换拓扑的基础上提出一种基于积分型事件触发的控制策略.首先,当拓扑图包含一棵生成树且领导者是根节点时,利用Lyapunov稳定性理论、代数图论和矩阵变换,基于积分型事件触发控制协议,在切换拓扑下多智能体系统达到领导跟随一致性;然后,当存在多个领导者时,基于设计的触发机制在切换拓扑下多智能体系统实现包含控制,上述两种情况下闭环系统均不存在Zeno现象;最后,通过仿真结果验证控制策略的有效性.