多智能体机器人系统分布式通信决策研究

无偿通信可以将Multi-agent POMDP的计算复杂度简化为单Agent POMDP的，然而实际上通信不是无偿的，常常期望减少通信的数量。为此提出了一个新的方法，利用有向无环图维持以及推理团队的可能联合信度，基于此以分布式的方式制定通信决策，并将集中式单Agent策略应用于分布式Multi-agent POMDP问题。通过实验以及一个详细的实例表明本文方法能够有效地减少通信资源的使用，同时提高分布执行的性能。     

多智能体系统分布式一致性算法研究现状

综述了多智能体系统分布式一致性问题的研究现状。从理论层面介绍了一致性问题的几种常见定义及与特性相关的主要参数;总结归纳了近年来几种一致性协议及其理论分析结果;分析和阐述了一致性问题的主要应用领域的进展。展望了未来的研究方向。     

多智能体系统动态协调与分布式控制设计

多智能体系统的主要研究目的在于探索由个体之间的相互作用所产生的群体协调现象的内在机制和原理,而控制或反馈在多智能体协调运动中起着至关重要的作用．本文集中讨论了多智能体协调研究中的几个新兴的基本问题,包括输出调节、集合协调和覆盖．文中着重介绍了分布式估计和内模原理两种多智能体系统分布式输出调节方法及相关的研究进展：关于多智能体系统的目标集合协调,本文从集合聚集和集合优化两方面做了详尽论述：多智能体覆盖有多种分类方式,从覆盖对象的特征出发可将其划分为区域覆盖、边界覆盖和动态目标覆盖3种类型,并对它们的研究背景和最新成果予以介绍．另外文章还对多智能体系统协调控制的理论和应用研究进行了展望．     

多智能体系统的自适应群集分布式优化

本文对具有非线性函数群集行为的连续时间多智能体系统的分布式优化问题进行了研究。本文的目的是 使局部代价函数之和最小。每个智能体只知道与其对应的代价函数。为了解决这一问题,本文设计了一个分布式 控制律,在这个研究中该控制律仅仅依赖于自己和邻居的速度。通过李雅普诺夫稳定性证明了多智能体系统的收 敛性,而且在最小化局部代价函数之和的同时所有智能体可以避免碰撞。最后,通过一个仿真案例来说明所获得 的分析结果。     

基于自适应分布式滤波观测器的多智能体系统编队控制

本文考虑了全局指令系统输出信息受到信道扰动情况下线性多智能体系统的编队控制问题.首先,基于协作式输出调节理论框架对线性多智能体系统的编队控制问题进行数学建模.其次,针对受到信道扰动的全局指令系统输出信息,提出了一类基于受扰输出的自适应分布式滤波观测器,在降低网络信息交换量的同时消除扰动的影响.最后,设计了输出反馈确定等价控制律,解决了线性多智能体系统的分布式编队控制问题.给出了数值仿真结果检验控制性能.     

分布式离散多智能体系统在固定和切换拓扑下的编队控制

研究多智能体系统在分布式采样控制下固定拓扑和时变通信拓扑时的追踪和编队问题. 首先分析目标系统 在没有输入时的稳定性; 然后分别给出在固定和时变通信拓扑下使各智能体完成追踪和编队的控制协议, 并给出了系统稳定时采样间隔需满足条件的充分性和必要性证明; 最后通过仿真研究验证了所提出算法的有效性.

     

测量受限线性多智能体系统一致性迭代学习控制

本文针对通讯拓扑同时沿时间轴和迭代轴切换且存在测量受限的情形,研究了基于迭代学习控制方法的连续线性多智能体系统输出一致性跟踪问题.在系统通信拓扑始终含有以虚拟领航者为根节点的生成树,以及所有智能体初态在每次迭代均可重置的条件下,针对跟随者能够获得的局部信息而设计了测量受限分布式输出一致性协议.然后,利用λ范数的方法和圆...     

切换通信拓扑下线性多智能体系统的鲁棒协同输出跟踪控制

针对存在外界扰动一类线性多智能体系统,设计了一种鲁棒的分布式输出跟踪控制器。该算法适用于智能体之间的通信拓扑有向且可能时变(切换)的情况。控制器结构包括两部分:第一部分可以保证跟踪误差在理想情况下(不存在外界干扰的情况)一致指数收敛;另一部分用来抵消或减弱实际存在的外界干扰效应。数学上证明了该控制器可以完全抑制常值干扰的影响,即在存在常值干扰的情况下,跟踪误差依然渐近收敛到零;而对于其他类型的导数有界干扰,通过选择设计参数可以保证跟踪误差的最终界可以任意小。最后,通过一个数值仿真实例,验证了这两方面的结论。     

异质多智能体系统滞后一致性跟踪控制

针对一阶、二阶混合异质多智能体系统的滞后一致性问题,提出了一种基于牵制控制的分布式滞后一致性控制协议。首先,将滞后一致性分析转化为稳定性证明;然后,利用图论和Lyapunov稳定性理论分析闭环系统稳定性;最后,分别在固定拓扑和切换拓扑结构下给出了基于线性矩阵不等式（LMI）形式的滞后一致性可解的充分条件,从而实现异质多智能体的领导-跟随者滞后一致性。数值仿真结果表明,所提出的滞后一致性控制方法可以使异质多智能体系统实现领导-跟随者滞后一致性。     

多智能体系统在分布式采样控制下的动力学行为

本文运用图论、矩阵分析和现代控制理论等工具, 研究信息网络传输下多智能体系统的协调控制和动力学行为. 假设每个智能体通过数字化网络传感器获得其邻近智能体的位置状态,而且多智能体系统采取分布式线性控制协议. 每个智能体被描述为一个简单的采样系统,多智能体系统转化为混合动力学系统. 研究结果表明,多智能体系统所呈现的渐近聚集、周期振荡和发散动力学行为不仅和网络结构的代数特征有关, 而且和每个智能体的动力学方程、采样周期有关. 本文给出了具体精确的代数判据. 仿真例子进一步验证了本文结果的有效性.     

Distributed Fault-Tolerant Containment Control for Nonlinear Multi-Agent Systems Under Directed Network Topology via Hierarchical Approach

This paper investigates the distributed fault-tolerant containment control(FTCC)problem of nonlinear multi-agent systems(MASs)under a directed network topology.The proposed control framework which is independent on the global information about the communication topology consists of two layers.Different from most existing distributed fault-tolerant control(FTC)protocols where the fault in one agent may propagate over network,the developed control method can eliminate the phenomenon of fault propagation.Based on the hierarchical control strategy,the FTCC problem with a directed graph can be simplified to the distributed containment control of the upper layer and the fault-tolerant tracking control of the lower layer.Finally,simulation results are given to demonstrate the effectiveness of the proposed control protocol.     

A Continuous Leader-following Consensus Control Strategy for a Class of Uncertain Multi-agent Systems

In this paper, we study the robust leader-following consensus problem for a class of multi-agent systems with unknown nonlinear dynamics and unknown but bounded disturbances. The control input of the leader agent is nonzero and not available to any follower agent. We first consider a class of high order chain integrator-type multi-agent systems. By employing the robust integral of the sign of the error technique, a continuous distributed control law is constructed using local information obtained from neighboring agents. Using Lyapunov analysis theory, we show that under a connected undirected information communication topology, the proposed protocol achieves semiglobal leader-following consensus. We then extend the approach to a class of more general uncertain multiagent systems. A numerical example is given to verify our proposed protocol.      

Distributed Self-triggered Control for Consensus of Multi-agent Systems

This paper studies the consensus problem of general linear multi-agent systems via self-triggered control. Two distributed self-triggered control schemes based on state feedback and output feedback are developed respectively. It is shown that under the proposed control protocols, consensus can be reached if the communication graph of the multi-agent system is connected. An example is presented to illustrate the effectiveness of the proposed control methods.      

Group-Consensus of Hierarchical Containment Control for Linear Multi-Agent Systems

The existing containment control has been widely developed for several years, but ignores the case for large-scale cooperation. The strong coupling of large-scale networks will increase the costs of system detection and maintenance. Therefore, this paper is concerned with an extensional containment control issue, hierarchical containment control. It aims to enable a multitude of followers achieving a novel cooperation in the convex hull shaped by multiple leaders. Firstly, by constructing the three-layer topology, large-scale networks are decoupled. Then, under the condition of directed spanning group-tree, a class of dynamic hierarchical containment control protocol is designed such that the novel group-consensus behavior in the convex hull can be realized. Moreover, the definitions of coupling strength coefficients and the group-consensus parameter in the proposed dynamic hierarchical control protocol enhance the adjustability of systems. Compared with the existing containment control strategy, the proposed hierarchical containment control strategy improves dynamic control performance. Finally, numerical simulations are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed hierarchical control protocol.      

二阶多智能体系统采样控制的一致性

研究在固定拓扑和切换拓扑下,二阶多智能体系统通过采样控制的一致性问题。首先,对于固定拓扑,给出了二阶多智能体系统通过采样控制达到一致性的充要条件;其次,对于切换拓扑,在所有联合切换拓扑有生成树的前提下,建立基于控制参数和采样周期使二阶系统实现一致性的充分条件。最后,用数值仿真验证所给结论的有效性。     

二阶分布参数系统变结构控制的问题讨论

研究具区域分布控制的二阶分布参数系统，拽出对此类系统中建立的等价控制法有效性条件不适用，进一步给出一种新的变结构控制设计方法，并建立了亲折保证等价控制法有效性条件。     

线性时变大系统递阶控制的一种新方法

根据正交函数逼近理论，本文提出了解决时变大系统递阶控制的一种新型逼近算法。文中首先简单介绍了ＰＭＣＰ，同时给出了一些新的研究结果；研究了其在两点边值问题中的逼近解。动态大系统的逼近控制分为二级，第一级是子系统的优化问题，采用ＰＭＣＰ逼近技术解决；第二级为协调级，协调向量也通过ＰＭＣＰ逼近变换求解，这样使问题得到大为简化，不但算法简单，便于计算机运算，而且逼近精度高。数值仿真例子表明了本文提出的算法     

离散时滞大系统的最优跟踪递阶控制方法

考虑具有控制时滞及输入输出之间向通道的大系统，应用线性二次型加积分（ＬＱＩ）＾１的最优状态反馈控制理论和带时增广状态向量方法，转化原大系统为满足马尔可夫性质的增广状态大系统，再作了问题分解后，整个大系统的解可由于问题层的局部控制器和上层协调器迭代计算。     

分布参数系统的输出变结构控制

对一类不确定分布参数系统，本文给出一输出变结构控制设计，不同于以往文献的工作，这里给出的控制仅利用了系统的输出量，因所设计的控制是有限维的。最后给出一仿真实例。