切换网络拓扑下Euler-Lagrange系统的分布式协调控制

研究切换网络拓扑下含未知参数的分布式Euler-Lagrange系统(简称EL系统)的自适应协调控制问题.通过引入一种新颖的自适应控制构架,设计了分散式控制器,使其容许未知的系统参数.基于图论,Lyapunov稳定性理论以及切换控制理论证明了算法的稳定性.本文特色在于在同一理论框架下处理EL系统协调控制中的未知参数问题与切换拓扑问题,实现静态和动态两种情况下的控制目标.仿真结果验证了算法的有效性.     

有向图中网络Euler-Lagrange系统的自适应协调跟踪

基于一致性理论, 在有向图中研究网络 Euler-Lagrange 系统的协调跟踪控制. 所有跟随智能体的动力学模型均为 Euler-Lagrange 方程. 在仅有部分跟随智能体能获取领航智能体信息的情形下, 同时考虑系统模型的参数不确定性, 设计分布式自适应控制律实现所有跟随智能体对领航智能体的跟踪. 针对领航智能体的运动状态, 考虑以下两种情形: 1) 领航智能体为固定点; 2) 领航智能体为动态点. 对第一种情形, 设计的控制律使得所有跟随智能体渐近交会于固定点; 对第二种情形, 首先对每个跟随智能体设计分布式连续估计器, 然后提出了分布式自适应控制律. 当每个跟随智能体均能获取领航智能体的加速度信息时, 设计的控制律能实现对领航智能体的渐近跟踪, 当跟随智能体不能获取领航智能体的加速度信息时, 跟踪误差是有界的. 最后通过仿真分析验证设计的控制算法是合理有效的.     

含自时延和通信时延的Euler-Lagrange系统自适应一致性算法

针对动力学方程中含未知参数的多Euler-Lagrange系统的一致性控制问题,设计了一种分布式自适应协调控制器.该控制器容许多Euler-Lagrange系统的通信拓扑为一般的有向图,并允许通信时延和自时延的同时存在.利用Barblata定理、Lyapunov稳定性定理和LMI方法等对控制器的稳定性进行了证明,并设计了数值仿真实验,仿真结果证明了控制算法的有效性.     

基于时延Petri网建模的主从自适应协调控制方法

为了保证城市道路\"绿波带\"的通行效率,合理协调主从道路的车流量,通过利用时延Petri网建模,提出了一种主从自适应协调控制方法。该方法可以根据干线主路口的车流量自动调整其相位时间,也可根据主路口的相位及车流量自动协调变换从路口的相位时间。通过案例分析,该方法可以有效实现主从路口的自适应协调控制,在保证绿波带畅通的同时,使通过支路的车辆数尽可能大,有助于提高交叉口的通行效率。     

有向图中网络Euler-Lagrange系统无需相对速度信息的群一致性

在非对称有向图中,研究网络Euler-Lagrange系统的群一致性问题.每组内的智能体均为合作关系,而组间智能体则可以为合作关系或竞争关系.为了实现群一致性,假设组与组之间是无环连接的且系统有向图满足入度平衡条件.考虑到智能体间相对速度信息难以精确测量的实际情形,设计无需相对速度信息的分布式自适应控制算法,实现网络Euler-Lagrange系统的群一致性.最后通过仿真分析验证所设计算法的有效性.     

联合连通时变时延网络中多EL系统协调控制北大核心CSCD

针对非线性Euler-Lagrange(EL)系统中通信时延和网络切换并存的情形,在把网络化EL系统分为连通个体和孤立个体两种类型的控制架构中,分别对这两种个体设计不同的协调控制律,连通个体将自身与邻居个体的状态差作为输入,孤立个体将其自身目前状态与过去状态差作为输入。针对时变时延网络设计控制器,通过构造Lyapunov-Krasovskii函数对系统稳定性进行了证明。设计数值仿真实验,验证了算法的有效性。     

无领航者的多Euler-Lagrange系统有限时间一致性算法

本文针对无领航者的多Euler-Lagrange系统,设计了一种分布式有限时间一致性控制算法.该算法只利用相邻个体的位置信息和自身的速度信息作为输入,使得网络化Euler-Lagrange系统在有限时间内达到一致性.考虑到闭环Euler-Lagrange系统的非自主性,运用Matrosov定理、Lyapunov稳定性定理和有限时间稳定性定理等对所设计的控制器的稳定性进行了证明,并进行了数值仿真实验,验证了控制器的有效性.     

切换有向拓扑中的网络化Euler-Lagrange系统自适应同步控制

在动态切换拓扑中研究了带有参数不确定性和单向信息交互的网络化Euler-Lagrange系统的协同控制问题.针对通信拓扑随时间变化的问题,利用有效的局部信息交互设计了一个分布式控制律,并利用自适应技术解决了系统动力学中的参数不确定性问题.通过构造一个连续的Lyapunov函数,证明了系统在切换拓扑的并图存在一棵有向生成树的频率足够高时即可实现网络同步.此外,进一步拓展使用简单的干扰观测器或滑模控制方法进一步研究了该协同策略下的干扰抑制问题.最后,以五颗异构航天器的姿态同步为背景,通过数值仿真及其对照说明了所提合作控制策略的有效性.     

无需相对速度信息的多Euler-Lagrange 系统自适应神经网络包含控制

对含有模型非线性不确定性和外部扰动的多Euler-Lagrange 系统的分布式协调包含控制问题进行研究. 考虑通讯拓扑为有向图, 所有领航者均为动态, 且各智能体间相对速度信息不可测情况. 首先, 选取相对速度作为辅助变量, 引入低通滤波器进行估计; 然后, 采用神经网络方法逼近并补偿非线性不确定性, 提出一种分布式自适应包含控制律, 并应用Lyapunov 稳定性理论证明闭环系统的包含误差一致最终有界; 最后, 通过仿真算例验证了所提出的控制律的有效性.

     

一类动态大系统的协调控制模型

讨论了一类离散动态大系统的协调控制问题，提出了相应的模型辨识方法及自适应协调控制算法。通过仿真实例，说明效果是良好的。     

Distributed adaptive attitude synchronization of multiple spacecraft

This paper addresses the distributed attitude synchronization problem of multiple spacecraft with unknown inertia matrices. Two distributed adaptive controllers are proposed for the cases with and without a virtual leader to which a time-varying reference attitude is assigned. The first controller achieves attitude synchronization for a group of spacecraft with a leaderless communication topology having a directed spanning tree. The second controller guarantees that all spacecraft track the reference attitu...     

神经网络的滞后同步及其在保密通信中的应用*

针对参数不同、结构不同的带离散与分布时滞的混沌神经网络进行了研究。基于Lyapunov稳定性理论,提出了自适应滞后同步的控制方法,最后达到同步。仿真示例验证了本方案的有效性;同时应用于计算机保密通信可以掩盖有用信号,且可以无失真恢复有用信号。     

影响分布式控制系统性能的若干因素

分布式控制系统(DCS)是工业控制应用技术的热点和主流.本文简要地阐述了系统体系结构的架构、时间延迟、控制网络和通讯调度等这些因素对控制系统整体性能的影响以及相关研究现状.并指出系统的、恰当的方法分析DCS的行为特性,允许系统集成人员能够快速评价多种不同方案并从中选择最佳方案而无需大量的仿真,在此基础上,对系统体系结构进行优化.这是DCS研究需要进一步深入的课题.     

基于IEEE1588的时钟同步技术及其应用

叙述了IEEE1588时钟同步协议的产生与发展,介绍基于IEEE1588时钟同步技术实现分布式网络化测试系统精确时钟同步的原理和方法;通过列举一些公司对IEEE1588技术的具体应用,给出基于Intel IXP46X的时钟同步网卡原理图及具体应用实例。最后阐明IEEE1588精确时钟同步技术可以实现整个系统的高精度时钟同步,可以有效解决分布式测控系统的实时性问题,可以有效改善和提高系统的测控精度。     

参数不确定Liu混沌系统的自适应同步

在研究单变量驱动同步的基础上,应用自适应控制理论,研究了当系统存在一个或多个不确定参数时,Liu混沌系统的同步问题.通过Lyapunov函数,推导了不同参数未知情况下误差系统渐进稳定的充分条件.仿真结果证明了自适应控制律能够快速辨识系统参数,并实现两个Liu混沌系统的状态同步.     

具有时变通信延迟的多智能体系统改进蜂拥控制

针对不确定非线性二阶多智能体系统中存在的时变通信时延和未知干扰问题,提出了一种鲁棒自适应蜂拥控制规律。为了使二阶多智能体系统能够具有更好的抗干扰能力,设计了基于智能体位置状态信息和速度状态信息的鲁棒自适应算子,实现了系统在时变通信时延扰动下的分布控制。通过使用Lyapunov-Krasovskii方法构造能量函数,证明了多智能体系统的网络连通性,智能体的速度收敛于虚拟领导者的速度,并给出了具有时变通信时延的多智能体系统收敛条件。仿真实验结果表明,在不同干扰强度和不同通信时延下系统均能实现快速收敛,形成稳定的拓扑结构,证明所提方法正确有效。     

随机有界通信时延下传感器网络中的一致性时钟同步算法

在存在随机有界时延的情况下,现有的许多一致性时钟同步算法的同步过程是发散的.在平均一致性时钟同步算法(ATS)的基础上,通过对偏斜和偏移同步过程进行分析,找出导致同步过程发散的原因.通过改变相对偏移估计的方法,保证偏斜同步过程的收敛.在偏移同步过程中,通过计算节点的同步误差,得出时延条件下偏移同步误差有界的结论.最后通过仿真表明,所提出的时钟同步算法在存在随机有界时延且保证网络连通的条件下,同步过程收敛且同步误差有界.