分布式事件触发控制下的有向多智能体网络一致性分析

现有关于多智能体一致性事件触发控制策略的研究工作都是假设智能体的通信拓扑图为无向的,而在实际应用中,智能体网络中的通信更多的具有方向性。针对上述问题,提出一种事件触发控制下的有向网络一致性分析方法,使智能体能避免连续通信,同时建立网络的代数连通度和一致性收敛性能之间的联系,证明每个智能体的时间间隔都是正实数,从而可以避免Zeno行为。仿真结果表明了该分析方法的有效性。     

基于事件触发的二阶多智能体系统平均一致性

针对二阶多智能体系统在固定无向拓扑下的平均一致性问题,为减少不必要的资源浪费,给出一种基于事件触发控制的一致性算法．首先,针对每个智能体设计基于状态误差形式的触发函数,只有当状态误差达到特定值时智能体才触发事件,在两个相邻事件触发时刻之间保持控制输入不变．然后,利用模型转换思想将系统的一致性问题转化为稳定性问题,并利用矩阵理论和李亚普诺夫理论给出系统达到平均一致的充分条件．最后,通过仿真实验验证该理论方案的有效性.     

事件触发控制多智能体网络点对点一致性

针对具有领导层与跟随者层的多智能体网络点对点的一致性问题进行了研究。为了有效降低多智能体一致性控制协议的更新频率,同时为避免芝诺现象的产生,采用了周期采样与事件触发控制相结合的方案,实现了多智能体网络的点对点一致性。进一步,根据李雅普诺夫稳定性理论,通过建立线性矩阵不等式,给出了领导层与跟随者层网络达到点对点一致性的充分条件。最后,数值仿真进一步验证了理论结果的有效性。     

组合连通拓扑下基于事件触发的多智能体快速一致性算法

针对组合连通拓扑下多智能体系统控制过程中存在通信和计算资源损耗大以及系统收敛速度慢等问题,提出一种新的具有状态预测器的事件触发一致性控制协议,通过设计状态预测器使每个智能体都能对其邻居智能体的未来状态作出预测;同时,对于智能个体给出了基于状态信息的事件触发条件,当状态误差满足该条件才触发事件.在该控制策略下多智能体系统可在节约通信和计算资源的同时具有更快的收敛速度.利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,证明了所提事件触发控制策略能够有效实现组合连通拓扑结构下的平均一致性,且不存在Zeno行为.仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.     

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。     

切换拓扑下多自主体系统的事件触发一致性控制

本文针对一阶非线性多自主体系统,考察了切换拓扑下的事件触发一致性控制问题.当切换拓扑子图的并图包含有向生成树时,基于一阶保持器提出了一种分布式事件触发一致性算法,用以降低网络的通信负载.运用迭代法和不等式法,得到了多自主体系统达到有界一致性的充分条件.此外,证明了所提事件触发机制不存在Zeno现象,并得到了触发间隔的正下界.最后,给出仿真实例,验证了所提事件触发一致性算法和理论分析结果的有效性.     

基于事件触发的离散多智能体二分一致性

针对一阶离散多智能体系统,研究了事件触发控制下的二分一致性问题.首先考虑智能体间通信拓扑结构为无向连通结构平衡图的情形,针对各智能体设计事件触发控制,包括仅依赖于自身及邻居智能体采样状态的控制输入,以及仅依赖自身状态的事件触发条件,实现了对通信资源的节约利用.基于图论、离散系统稳定性理论,证明系统能够实现二分一致性.同时,合理设置控制输入及事件触发条件中参数,保证系统不存在Zeno现象.之后,进一步分析设计了包含有向生成树的结构平衡图下,多智能体系统的事件触发控制.最后利用仿真实例验证了理论结果的有效性.     

基于事件触发的三阶多智能体系统一致性控制

针对多智能体间信息通信量大的问题,提出一种事件触发控制策略来研究了三阶多智能体系统在有向固定拓扑下的一致性问题.首先,基于定义的位置、速度和加速度的测量误差,设计了一种新颖的事件触发控制机制.然后,采用矩阵理论和模型变换思想对系统进行了分析和转换,利用Lyapunov理论给出了系统达到一致性的充分条件,且确保了Zeno...     

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。     

脉冲式事件触发控制的时变多个体系统一致性

针对时变拓扑连接环境下的时变多个体系统的一致性问题,提出基于事件触发的脉冲控制协议。在该协议里对于每个个体,只有当相关状态误差超过阈值时才会更新控制器,同时控制输入将仅在事件触发时刻执行,且个体间不需要持续通信。该协议将大幅节约系统实现一致性的通信和控制成本。使用代数图论、李雅普诺夫稳定性和脉冲微分方程等数学理论分析和推导具有时变特性的多个体系统在事件触发脉冲控制下达到一致性的充分条件,同时理论证明事件触发的时间序列不存在芝诺行为。最后,数值仿真验证了所得到的理论结论的有效性。     

动态事件触发机制下二阶多智能体系统完全分布式控制

本文研究了无向通信拓扑下二阶多智能体系统的一致性问题, 分别针对有领导者和无领导者的情形, 设计 了一类基于辅助动态变量的完全分布式事件触发控制策略, 该策略具有参数较少且易调等特点. 智能体自身的触 发函数满足条件时才向邻居广播自身的状态信息, 有效避免了连续通信, 减少了系统能量耗散. 每个智能体的控制 协议和触发函数都只用到自身的状态和邻居触发时刻的状态, 不涉及邻居的实时状态信息, 也不依赖通信拓扑网络 的任何全局信息. 利用代数图论以及Lyapunov稳定性理论, 证明在所提出的控制策略下, 二阶多智能体系统能够实 现渐近一致性, 且不存在Zeno行为. 仿真示例进一步验证了理论结果的有效性.     

Asynchronous sampled-data consensus of singular multi-agent systems based on event-triggered strategy

This paper is concerned with sampled-data consensus for multi-agent systems with singular dynamics. It is assumed that the sampling period of each agent is independent of the other's. Based on event-triggered sampled-data transmission strategy, a distributed consensus protocol is presented. The consensus of singular multi-agent system is transformed into the stability of singular systems with multiple time-varying delays. By employing the Lyapunov-Krasovskii functional method, a sufficient condition on the consensus of multi-agent singular system is derived. Based on the obtained condition, an algorithm to design consensus controller gains is presented in terms of linear matrix inequalities. Two numerical examples are given to show the effectiveness of the proposed method.     

一类异构多智能体系统有向图下的广义平均一致性分析

本文对有向图下离散时间一阶二阶混合的异构多智能体系统广义平均一致性问题进行研究.首先给出了该异构系统广义平均一致性的基本概念.在此基础上,针对平均一致性研究中对交互拓扑为平衡网络的局限,提出了一种基于辅助变量的线性一致性协议,对每一个智能体增加一个辅助变量,用于记录个体的状态更新.采用图论、非负矩阵理论、特征值扰动等方法进行分析证明,表明该协议使得异构多智能体系统在任意强连通有向图下达到广义平均一致性.并对收敛值的性质进行了分析.最后,通过仿真对该结论进行了验证.     

Consensus of switched multi-agent systems with random networks

This paper studies the consensus problem of the switched multi-agent system composed of continuous-time and discrete-time subsystems. Communication among agents is modelled as a random network where the existence of any information channel is probabilistic and independent of other channels. Then, some necessary and sufficient conditions are presented for solving average consensus of the switched multi-agent system under arbitrary switching. Furthermore, we show that the average consensus in different sense (mean square, almost surely and in probability, respectively) are equivalent. Finally, simulations are provided to illustrate the effectiveness of our theoretical results.     

Adaptive event-triggered consensus of singular multi-agent systems based on asynchronous data sampling

This paper is devoted to the problem of event-triggered consensus for a class of singular multi-agent systems with nonlinear dynamics. Firstly, in consideration of the impossibility to reach all agents in some case, an observer is designed to access these agents' states. Secondly, a novel adaptive event-triggered scheme is proposed based on asynchronous data sampling. In this scheme, the trigger parameter can be adjusted dynamically in order to reduce information transmissions among agents. Thirdly, by employing Lyapunov stability theory, a sufficient condition on the consensus of singular multi-agent systems is obtained. Then, the control protocol and event-triggering scheme are designed by solving a linear matrix inequality condition. Finally, an example is given to illustrate the proposed results.     

基于消息报告机制的多Agent调度系统研究

针对生产车间调度系统中因资源庞大以及动态变化而引起的监管困难问题,构建了一种 基于消息报告机制的多代理调度系统分层体系结构。根据Agent在调度系统中的作用和角色的不 同,将Agent划分为管理Agent、任务Agent和资源Agent,并通过一个具有消息报告机制的管理Agent 来有效管理和监控系统的运行。实例分析表明,消息报告机制不仅能保证系统的有效运行,而且能提 高系统的工作效率。     

事件触发下多智能体系统一致性的干扰主动控制

本文针对带有外部干扰影响的多智能体系统,研究了基于事件触发机制下的多智能体系统Leader-Following一致性的控制问题.采用干扰观测器来估计系统中存在的干扰,并设计了基于事件触发机制的干扰主动控制方案.运用现代控制理论和矩阵论等工具分析了多智能体协同运动算法得到了多智能体系统在分布式事件触发机制下的一致性收敛条件,并且分析了本文设计的分布式事件触发机制的时间间隔存在正的下界.最后通过计算机仿真,验证了本文所提控制算法的有效性.     

On average consensus in directed networks of agents with switching topology and time delay

In this article, the average consensus problem in directed networks of agents with both switching topology and coupling delay is investigated. First, based on a specific orthogonal transformation of the Laplacian matrix, an important proposition for verifying the positive definiteness of a class of quadratic forms is provided, which is of independent interest in matrix theory. And the relation between weakly connected and strongly connected digraphs is also investigated. Then, it is proved that all the agents reach the average consensus asymptotically for appropriate time delay if the communication topology keeps weakly connected and balanced. Finally, a numerical example is given to demonstrate the effectiveness and advantage of the new result.