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.     

基于事件驱动的多智能体有限时间分群一致控制

针对二阶线性多智能体系统的分群一致控制问题,考虑智能体通信拓扑同时包含协作和对抗关系,提出一种基于事件驱动控制的有限时间分布式领航跟随分群一致性算法,该算法可使多智能体系统在有限时间内实现分群一致,即各子组内的智能体实现状态一致,不同子组收敛至不同一致状态.采用事件驱动控制机制,设计事件驱动函数及事件触发条件,降低智能体控制器更新频率,减少系统能耗.基于代数图论和李雅普诺夫稳定性理论推导出系统的有限时间稳定性条件,通过巧妙构造Lyapunov函数,给出系统有限收敛时间的显式估计,同时证明在所提出的事件驱动机制下,每个智能体相邻触发时间间隔有严格的正下界,即避免了芝诺行为.仿真实验验证了所提出的有限时间事件驱动分群一致控制算法的有效性.     

基于事件触发机制的多智能体网络平均一致性研究

文章研究了事件触发机制下具有固定和切换拓扑结构的多智能体网络的平均一致性问题。为了有效降低多智能体一致性控制协议的更新次数,文章提出了仅依赖于各智能体及其邻居节点信息的分布式事件触发机制。为了使多智能体网络渐近收敛至初始平均状态,文章提出了基于事件触发机制的多智能体平均一致性协议。然后,文章建立了事件触发机制下的闭环系统模型,并分别获得了固定和切换拓扑结构下多智能体网络平均一致收敛的充分条件。仿真表明,基于事件触发机制的平均一致性协议保证了多智能体网络的平均一致性,并且分布式事件触发机制有效降低了多智能体一致性协议更新次数。     

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.     

随机多智能体系统的多率协同控制

本文针对一类带有非线性动力学的随机多智能体系统研究了基于多率采样机制的一致性控制问题。首先,引入多率采样机制异步地对智能体的状态进行采样,并且使用缓存器来同步智能体不同分量的状态信息。然后,提出了一种基于边的事件触发传输机制将每个智能体的状态信息定向传输给邻居智能体,从而减少了通信资源的使用和控制器的更新频率。接着,本文根据所设计的事件触发传输机制设计了相应的控制协议使得随机多智能体系统可以实现均方一致性。因为每条边上的事件都是独立发生的,所以智能体的邻居之间不需要保证信息的时钟同步。最后,给出了数值仿真例子。通过将同步采样机制、异步采样机制和多率采样机制进行比较,说明了所提出的边事件触发传输机制在多率采样下可以获得更好的系统性能。     

对抗网络下时滞非线性多智能体系统固定时间二分一致性

本文针对一类存在输入时延的非线性多智能体系统,研究了其在结构平衡的无向符号图下的固定时间二分一致性问题.首先,本文针对智能体间相互合作与相互竞争的关系,设计了一类存在输入时延的多智能体系统固定时间分布式一致性控制协议,使得系统状态在固定时间内收敛到数值相同但符号相反的两个值,且收敛时间上界与初始状态无关.随后,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论给出了在存在输入时延的情况下多智能体系统实现固定时间二分一致性的充分条件和收敛时间的上界值,证明了控制算法的稳定性.最后,仿真实例验证了所提固定时间二分一致性算法和理论结果的有效性.     

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.     

ODE–热方程级联系统的事件触发控制

本文针对常微分方程(ODE)耦合偏微分方程(PDE)建模的分布式参数多智能体系统进行研究, 针对一致性同步问题, 提出了事件触发的网络化ODE–热方程级联系统多智能体一致性边界交互协议. 本文考虑的热方程左边界为Neumann边界条件, 并且与ODE系统耦合, 右边界为绝热边界条件. 假设网络化多智能体系统的连接方式为全联通有向拓扑图, 给出ODE–热方程级联系统的多智能体的一致性控制协议. 另外针对现有数字式控制器, 设计了事件触发的一致性控制协议, 并利用李雅普诺夫函数验证了在事件触发条件下ODE–热方程级联系统的稳定性. 最后给出了由5个ODE–热方程级联的多智能体系统的仿真结果, 验证了事件触发控制器的有效性.     

事件触发间歇通讯下多智能体系统的固定时间分布式优化

针对多智能体系统的分布式优化问题,提出一种新的事件触发非周期间歇通讯控制方法,并研究该控制方法下系统的固定时间收敛性.首先,考虑一类更一般的分布式优化问题,其优化目标是局部目标函数的凸组合.其次,为了减少控制过程中智能体之间的通讯花费,设计一种新的事件触发间歇控制协议.通过引入两个辅助动力系统,并运用固定时间稳定性理论、代数图论和不等式放缩技巧,证明智能体的状态在固定时间内达到一致并渐近收敛到优化问题的最优解.结合事件触发条件以及间歇控制机制,排除控制过程中的Zeno行为.最后,通过数值仿真验证所得结论的有效性.     

事件触发下多智能体系统固定时间二分一致性

针对具有符号有向图的一阶多智能体系统,研究了其固定时间二分一致性问题。为降低控制过程中多智能体系统的能量损耗,提出了一种基于事件触发机制的分布式控制协议。以图论和李雅普诺夫理论为主要研究工具,给出了多智能体系统在所设计控制协议作用下实现固定时间二分一致性的充分条件和与系统初始状态无关的收敛时间上界,并证明了使用该协议可以有效避免对智能体的连续控制和Zeno行为的发生。数值算例验证了所得理论结果的有效性。     

带有不连续动力学的非线性多智能体系统固定时间一致性EI北大核心CSCD

本文研究了一类带有不连续动力学和有界扰动的非线性多智能体系统领导跟随固定时间一致性问题.首先,在不对称的有向拓扑图下,本文设计了一种辅助信号,该辅助信号用于观测领导者状态,且该辅助信号不在通信信道中传输,可以有效地减少系统计算代价.随后,基于辅助信号,本文设计了一种不连续控制协议,以实现多智能体系统固定时间收敛.然后,利用非光滑分析、Lyapunov稳定性理论及代数图论等证明系统可在任意初始状态下达到固定时间一致.最后,仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.     

基于事件触发二阶多智能体系统的固定时间比例一致性

研究了在无向拓扑下,由多个子群组成的二阶多智能体系统的固定时间比例一致性问题,采用反推法设计了一种基于事件触发的固定时间非线性比例一致控制策略,该策略包含分段式事件触发函数:当智能体在追踪虚拟速度时,给出了基于速度信息的触发条件;当智能体速度与虚拟速度达到一致时,切换至基于位置信息的触发条件,可有效减少系统能量耗散及控...     

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。     

Leader-following fixed-time output feedback consensus for second-order multi-agent systems with input saturation

This paper investigates the leader-following fixed-time output feedback consensus problem for second-order multi-agent systems with input saturation. By combing fixed-time control technique and bi-limit homogeneous systems theory, a class of bounded fixed-time consensus protocols are developed for leader-following multi-agent systems. The protocol design is divided into two parts. First, when all the state information of the followers are measurable, a state feedback consensus protocol is designed to achieve fixed-time consensus. Then, when the velocity information is unmeasurable, an observer-based fixed-time consensus protocol is proposed. With the help of Lyapunov stability theorem and the property of a homogeneous function, it is theoretically shown that the states of all followers can track that of the leader in fixed-time in the presence of input saturation. Finally, numerical simulation is carried out to illustrate the effectiveness of theoretical results.     

Event-triggered consensus control for uncertain multi-agent systems with external disturbance

This paper investigates the event-triggered consensus control for a general linear multi-agent system with model uncertainties and external disturbances. A consensus protocol is proposed using the local state information at asynchronous event-triggering time instants, where each agent determines when to perform sampling and control updating using the designed event-triggered condition. Then the robust consensus condition and the feedback matrix design method are derived to make the uncertain multi-agent system reach consensus with a desired disturbance attenuation ability. Furthermore, it is demonstrated that the Zeno behaviour will never occur by giving the lower bound of inter-event time intervals. Finally, a simulation example is given to verify the obtained theoretical results, with the comparison simulation conducted by using the periodic triggering strategy.