网络攻击下多智能体系统动态事件触发一致性

研究网络攻击下一般线性多智能体系统的动态事件触发一致性问题.考虑多智能体系统在受到网络攻击后,被攻击节点的状态会改变,导致与其相应的连接无法工作,设计修复策略恢复被攻击节点及其相应的连接,给出网络攻击下分布式事件触发控制协议.在静态事件触发机制基础上,通过引入动态阈值参数,提出动态事件触发机制.进一步,利用图论、线性矩阵不等式和李雅普诺夫函数方法,给出网络攻击下实现多智能体系统一致性的充分条件,并证明在所提出的动态事件触发条件下,能够有效避免芝诺行为.最后,通过仿真例子来验证理论结果的有效性.     

切换拓扑结构下多智能体系统的一致性研究

针对一类多智能体系统,研究了系统在切换拓扑结构下的一致性控制问题。假定系统拓扑结构的变化符合马尔可夫过程,设计与切换拓扑结构相关的一致性协议,利用线性矩阵不等式和随机稳定性理论,给出了多智能体系统满足一致性的充分条件,并通过数值仿真验证了所提控制方案的可行性和有效性。     

自适应事件触发的马尔科夫跳变多智能体系统一致性

针对非线性马尔科夫跳变多智能体系统在有向固定拓扑下的领导跟随一致性问题,为减少智能体间不必要的通信传输,节约网络资源,保证系统性能,提出一种自适应事件触发控制策略.首先,将每一个智能体均视为马尔科夫跳变系统,且马尔科夫链的转移概率部分未知;通过简单的模型转换建立误差系统,将多智能体系统一致性问题转化为误差系统的稳定性问题;在此基础上,构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函并利用Jensen不等式和线性矩阵不等式等技术给出使多智能体系统达到领导跟随一致性的充分条件及控制器设计方法;通过求解线性矩阵不等式可以得到多智能体系统一致性控制器增益矩阵和事件触发参数矩阵;最后,通过数值仿真验证所提出方法的有效性.     

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.     

高阶时滞多智能体系统一致性控制(英文)

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.     

牵制控制下的多智能体系统群一致性

本文研究了一类多智能体系统在牵制控制下的群一致性问题,提出了融合群内信息交互、群间信息交互和牵制控制器的一致性协议.对固定拓扑下的二群组智能体系统和切换拓扑下的多群组智能体系统,利用稳定性理论和图论分别给出了适用于任意拓扑结构的充要条件,使得智能体系统在所提协议和牵制控制器的联合作用下实现预期的群一致.针对拓扑图中含有生成树这一特例,分析了被施加牵制控制的智能体在结构中的具体位置.此外,对切换拓扑下进行非线性交互的多群组智能体系统,利用Lyapunov方法推导出一充分条件,得出只要对多智能体系统的一部分主体进行牵制控制,则所有智能体即可在所提协议和牵制控制器的作用下渐近收敛于各自的期望一致平衡点.最后,仿真例子验证了所提方法的有效性.     

通信受限的多智能体系统二分实用一致性

针对存在量化数据、通信时滞等通信约束以及带有竞争关系的多智能体系统, 研究其二分实用一致性问题, 提出了一种基于量化器的分布式控制协议. 该协议基于结构平衡拓扑假设, 通过规范变换将具有竞争关系系统转变为具有非负连接权重系统, 使二分实用一致性问题转变为一般实用一致性问题. 利用微分包含理论、菲利波夫解的框架、代数图论以及Lyapunov稳定性理论, 证明了在本文所提控制策略下, 具有竞争关系的多智能体系统能实现二分实用一致, 即智能体状态收敛至模相同但符号不同的可控区间, 并给出了误差收敛上界值. 仿真试验进一步验证了理论结果的有效性.     

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。     

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.     

符号网络下多智能体系统二分一致性的牵制控制问题

一致性是多智能体系统分布式协同控制的核心.以往关于一致性问题的研究大多集中在个体间只有正权重相互作用的网络中.现研究符号网络(网络中个体间既存在正权重相互作用又存在负权重相互作用)下二分一致性的牵制控制问题.针对外界输入仅作用于网络节点二元划分的同一簇个体和外界输入分别作用于网络节点二元划分的两簇中个体两种情形,给出其二分一致性稳态值的定量化描述,即如果外界输入只控制其中一簇的个体,则当外界输入作用为正(负)权重时,受到外界输入直接影响的 一簇个体的状态收敛到外界输入(外界输入的相反数),另一簇个体状态收敛到外界输入的相反数(外界输入);如果外界输入以相反的权重符号分别控制两簇中的个体,则由正(负)权重外界输入控制的一簇个体状态收敛到外界输入(外界输入的相反数),另一簇个体状态收敛到外界输入的相反数(外界输入).仿真研究验证了所提出理论的有效性.     

具有通信时延和输入时延的1阶多自主体系统的一致性问题

研究了同时具有时变通信时延和定常输入时延的1阶多自主体系统的一致性问题.假设多自主体系统的连接拓扑中各节点的输出度相等,采用变量代换将原多自主体系统的一致性问题转化为降阶系统的渐近稳定性问题.根据李亚普诺夫渐近稳定性定理以及线性矩阵不等式法,在通信时延导数信息已知和未知的情况下,分别得到了多自主体系统在静态和连通拓扑结构下渐近一致的充分条件,且该条件与通信时延和输入时延都相关.仿真结果验证了结论的有效性.     

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。     

一类多时变时延异质多智能体系统的组一致性

研究了一类由一阶和二阶智能体组成的异质多智能体系统的组一致性问题．首先,在多时变时延异质系统中设计了实现静态组一致的控制算法;其次,运用稳定性理论和线性矩阵不等式,分别给出了无时延、同时具有通信与输入时延的异质多智能体系统实现组一致性的充分条件;再次,通过求解一组可行的线性矩阵不等式,得到了输入时延的容许上界,并得出了通信时延与异质多智能体系统的组一致性无关的结论;最后,仿真结果验证了理论结果的有效性．     

2阶多智能体网络在切换拓扑下的群一致性

针对2阶多智能体网络的群一致性问题,提出了基于牵引控制方法的群一致性协议.考虑到网络模型具有切换拓扑结构,在模型中引入相应的虚拟领导者.对于网络中的每一个智能体,其一致性协议依赖于智能体邻居的状态及速度信息,并受到虚拟领导者的牵引控制;进一步地,来自虚拟领导者的牵引控制可以随时间发生变换.利用代数图论、线性矩阵不等式和李亚普诺夫稳定性理论,对网络进行群一致性分析,给出了切换拓扑下2阶多智能体网络达到群一致性的充分条件.最后,数值仿真验证了理论结果的有效性.     

含时变时延的多智能体的包容控制器设计

针对一类含时变通讯时延的多智能体系统,基于时滞依赖法提出了其在有向网络拓扑下的一类包容控制器设计的方法,该设计能有效地驱使多智能体系统中所有跟随者的状态渐近一致地收敛到领导者运动过程中形成的几何凸包．结合李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,推导了多智能体系统包容控制率存在的充分条件,并将包容控制器的设计最终转化成求解线性矩阵不等式可行解的问题．结果表明,该方法对多智能体系统中的时变通讯时延具有良好的补偿效果．最后通过仿真算例验证了此方法的有效性和可行性．     

基于分布式PID控制的任意阶线性多智能体系统的一致性

研究普通线性多智能体系统在有向拓扑结构下的一致性问题,提出一种基于分布式PID控制的新的一致性协议..首先通过变量转换将一致性问题转变为误差系统的渐近稳定问题;然后构造Lyapunov函数,基于线性矩阵不等式(LMI)给出系统实现一致性的充分条件;最后通过仿真与纯比例控制作了比较.仿真结果表明,系统的结构拓扑图在存在全局可达节点的条件下,通过选择合适的PID参数,可克服噪声的干扰,缩短系统的收敛时间.     

一类异构多智能体系统一致性协议的收敛性分析

针对一阶二阶智能体组成的异构多智能体系统,采用了一种线性一致性协议,基于图论和矩阵分析的方法对一致性协议的收敛性进行研究,得出了一致性协议最终收敛值的表达式,并给出了收敛区间,通过参数优化设置可以实现系统收敛到该区间内任意给定的期望值.最后在仿真实例中,实现了异构多机器人系统在期望位置的聚集,仿真结果验证了理论分析的正确性.