具有随机通信时延的二阶多智能体系统的一致性控制

研究了具有随机通信时延的二阶多智能体系统的一致性控制问题.分别讨论了具有固定拓扑结构和变化拓扑结构两种情形下二阶多智能体系统在具有随机通信时延情况下的一致性问题.通过构造Lyapunov函数的方法得到多智能体系统的时延依赖稳定判据,并以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了系统稳定的条件.最后,仿真和实验结果验证了研究所得结论的正确性和有效性.     

时延多智能体系统领导跟随一致性研究

为符合实际情形,针对不确定与随机发生非线性的多智能体系统,研究了有时延且网络拓扑切换时系统的领导跟随一致性。传统协议通常保守的假设邻接个体间通信时延与个体和领导者间通信时延大小相同,新协议中上述时延可以大小不同。相比于传统方法,新颖的将复杂网络同步问题研究领域对时延的处理方法引入到多智能体系统一致性问题的研究中,利用一类推广的Halanay不等式,给出系统实现领导跟随一致性需满足的两个与时延无关的充分条件,即时延在相关参数满足定理条件的前提下不影响系统最终实现一致性。相比其他方法得到的含有时延的判定条件,本研究结果保守性更低,实例仿真验证了新协议的可行性。     

通信时延下多智能体系统的安全一致性控制

研究了离散时间多智能体系统存在通信时延条件下的安全一致性问题.本文的目标是设计一种一致性控制算法能够使得网络中各正常智能体抵御敌对智能体的攻击并实现最终状态一致.该算法仅利用个体的自身状态和相邻个体的时延信息作为控制输入,并根据控制器参数、拓扑属性和通信时延,获得了所提算法实现收敛的充要条件.最后,通过仿真实例对理论结果进行了验证.     

离散时间系统的多智能体的一致性

动态多智能体系统的一致性是复杂动力学系统中很有现实意义的问题.假设智能体连接网络拓扑是无向、固定和连通的,而且个体之间信息传递存在通信时廷,分析了一个动态移动多智能体离散时间系统.应用广义Nyquist判据研究具有通信时延的多智能体离散时间系统,得到了保证系统达到一致的充分条件.最后应用计算机仿真验证了该结论的有效性.     

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。     

具有领航者的时延多智能体系统的群集运动

计算机技术、网络技术和通信技术的飞速发展,推动着无人驾驶飞行器的编队控制、传感器网络的分布控制、卫星的姿态控制等多智能体系统的建模与应用的逐步深入,也吸引了越来越多的研究者致力于多智能体系统的动态编队控制的研究.研究了具有不同的通信时延和不同的输入时延的移动多智能体算法的群集运动.假设多智能体系统由n个智能体和1个Leader组成,网络连接拓扑是静态有向连通图,智能体Leader为拓扑图的全局可达节点.应用频率域的广义Nyquist判据分析了具有不同的通信时延和不同的输入时延的移动多智能体算法,应用Greshgorin圆盘定理和曲线的曲率理论研究了具有领航者的多智能体算法的群集运动,得到保证系统一致性的收敛条件.该一致性条件是一个应用节点局部信息的分散式条件,只与输入时延有关,而与通信时延无关.最后,通过计算机仿真验证了本文结论的有效性.     

非线性随机多智能体系统的固定时间一致性

本文研究了在固定拓扑和切换拓扑下,非线性随机多智能体系统的固定时间一致性问题.首先针对固定拓扑,设计了一种非线性控制协议,利用随机Lyapunov稳定性理论和代数图论给出了实现固定时间一致性的充分条件和收敛时间的上界值,随后将结论推广至切换拓扑,设计的切换拓扑子图的并集只需要满足连通条件,即可实现固定时间一致,模型更具...     

具有状态预测器的多智能体系统一致性研究

针对复杂动力学系统中多智能体系统一致性问题的研究很有现实意义,而多智能体系统的收敛速度是一致性问题研究中的热点之一.为此,设计了一种状态预测器,使多智能体系统能以更快的速度达到一致.将所设计的状态预测器应用于多智能体系统编队算法,仿真结果验证了状态预测器的有效性.     

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.     

随机分组策略下的分布式多智能体一致性

多智能体分布式一致性算法一般需要获得相对状态差值x_i-x_j,本文针对无法得到智能体间相对状态差值的情况,提出一种基于智能体分组,通过组间信息交换来达到智能体状态一致的算法.本文仅讨论离散情况下智能体被随机划分为两组和多组的情况.当存在两个随机分组时,每个智能体都进行状态更新,且更新量为组间的状态差值.此时,系统达到期望一致的充要条件为所给出的状态更新参数应大于1.当存在多个随机分组时,仅通过Gossip算法选中的两组智能体以这两组间的状态差值进行状态更新.在这种情况下,系统达到期望一致的充分条件为各分组概率相等,且状态更新参数大于1.最后通过计算机仿真验证了结论的正确性.     

二阶非线性多智能体系统领导跟随一致性研究

为减少通信时延对系统一致性的影响,针对有领导者的二阶非线性多智能体系统的领导跟随一致性进行了研究,新颖的提出近似随机脉冲时延的概念并应用于新协议。相比于传统协议,新协议在脉冲时刻通信时延较小时,各智能体基于时延态对自身当前时刻状态进行预测,并以自身未来预测状态取代时延态发送给各邻接智能体同时补偿自身反馈通道时延,从而使系统更快实现一致性。基于Lyapunov稳定性理论,利用一类再推广的Halanay不等式的性质给出两个保证系统实现一致性的充分条件。最后,实例仿真证明了新协议的优越性。     

具有多个通信时延的多智能体系统分布式H∞一致性控制

考虑具有多个时变时延和外部噪声干扰的一阶多智能体系统H∞一致性问题,分别讨论了固定和变化网络拓扑情形.首先,对原来的系统作一个模型变换使之转化为一个降阶的子系统;其次,根据得到的降阶系统,通过构建适当的Lyapunov函数,得到了所有智能体状态达到一致并满足期望的H∞性能的充分条件.仿真结果验证了所提出的一致性协议的正确性和有效性.     

具有时延和切换拓扑的高阶离散时间多智能体系统鲁棒保性能一致性

研究存在参数不确定性的高阶离散时间多智能体系统在时延和联合连通切换通信拓扑条件下的鲁棒保性能一致性问题,给出一种线性一致性协议的设计方法.1）引入高阶离散时间不确定多智能体系统的鲁棒保性能一致性问题,定义基于智能体邻居状态误差和控制输入的保性能函数;2）通过构造合适的Lyapunov函数并利用离散时间系统稳定性理论,推导出一个使高阶离散时间不确定多智能体系统在该条件下获得保性能一致性的线性矩阵不等式（Linear matrix inequality,LMI）充分条件,并给出相应的保性能上界;3）以一致性序列的形式给出参数不确定条件下的高阶离散时间多智能体系统的一致性收敛结果;4）数值仿真验证了本文理论的正确性和有效性.     

输出死区下的随机多智能体系统一致性饱和控制

针对一类存在输入饱和和输出死区现象的非严格反馈非线性随机多智能体系统,提出一种自适应神经网络一致性饱和控制算法.首先,为了解决非对称输入饱和问题,构造一类与所考虑智能体相同阶次的辅助系统;然后,以反步法和辅助系统作为框架,利用神经网络处理系统中的未知非线性函数,并结合Nussbaum函数解决输出死区问题;接着,利用动态面控制技术避免“计算爆炸”问题;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论验证所提出的控制算法能够保证闭环系统全部信号依概率半全局一致最终有界;最后,通过数值仿真和实例仿真的结果验证所提出控制算法的有效性.     

具有时滞的混合阶多智能体系统的组一致性

针对由离散时间一阶和二阶智能体组成的混合阶多智能体系统,研究其在固定和切换拓扑结构下受通信时滞影响时的组一致性问题。分别为两类智能体提出组一致性协议,引入模型变换,将闭环系统转化为等价系统。在一定假设条件下,以代数图论、矩阵理论为主要研究工具,分别在固定和切换拓扑结构下给出了混合阶多智能体系统实现渐近组一致性的条件。采用数值仿真对所得结果的有效性进行了验证。     

高阶时滞多智能体系统一致性控制

本文讨论了多输入网络化时滞多智能体系统的一致性问题.应用无向或有向图描述网络化系统的拓扑结构.多智能体的一致性收敛问题可以转化为线性时滞系统的稳定性问题.通过双线性矩阵不等式可以得到高阶多智能体系统时滞相依以及时滞独立的一致性准则.最后,举例一个无向拓扑结构的时滞多智能体来说明本文方法的有效性.     

含时延约束的多智能体系统二分一致性

针对多智能体系统中信息交互存在通信时延这一约束,在无向符号图拓扑结构下分别研究了含固定时延和时变时延的一阶多智能体系统二分一致性问题。通过设计相应的控制协议,使得该系统收敛到两个模值相同但符号不同的状态。在稳定性分析中,利用广义Nyquist准则的方法,得到含固定时延多智能体系统实现二分一致性的充分条件;对含时变时延系统构造包含三重积分项的Lyapunov函数,利用积分不等式和线性矩阵不等式理论,并结合自由矩阵的方法得到含时变时延多智能体系统实现二分一致性的充分条件。最后,数值仿真验证了所得结论的有效性和正确性。     

间歇通信下具有双层拓扑结构的多智能体系统一致性研究

本文研究了在间歇通信机制下具有两层网络拓扑结构的多智能体系统一致性问题.首先,提出了一种在间歇通信机制下的一致性控制协议,通过建立网络结构模型和误差系统模型,将一致性问题等效转化为线性时滞系统的渐近稳定性问题.其次,利用Lyapunov-Krasovskii泛函分析方法,导出了多智能体网络在间歇通信机制下达到一致性的充分条件,结论以一组 LMI形式给出.最后,通过仿真算例验证了该方法的有效性.     

随机拓扑结构下多智能体系统的平均一致性*

利用马尔可夫收敛准则、图的Laplace矩阵谱特性和欧氏度量的极值,对一类具有随机拓扑结构的离散时间多智能体系统平均一致性问题进行了深入讨论。引入完好概率矩阵的概念,建立随机拓扑结构下离散时间系统的一致性算法,应用马尔可夫过程收敛相关结论及伴随算子,从欧氏度量极值的角度证明了系统可达到渐近平均一致,并得出了所需满足的条件,该条件放宽了对系统连通性的要求。最后,采用六个智能体组成的多智能体系统进行计算机仿真,对理论的正确性进行了验证。     

随机时延下多输入多输出多智能体系统事件触发双向编队

针对动力学模型未知的多输入多输出非线性离散时间多智能体系统的随机时延问题,提出一种输入增益补偿策略,并针对其通讯受限问题,提出一种带有死区操作器的事件触发控制机制.首先,采用伪偏导技术沿时间轴方向,在智能体的每个工作点上建立一种紧格式动态线性化数据模型,并给出该数据模型的参数估计算法.在此数据模型的基础上结合符号图论,研究智能体之间的合作与竞争关系,设计一种事件触发的数据驱动双向编队控制算法.最后,通过李雅普诺夫稳定性理论、矩阵理论以及压缩映射原理论证所提出算法的收敛性,并通过仿真实验和实物实验进一步验证该算法的正确性与有效性.