输入约束下高阶智能体均方一致性研究

该文对高阶多智能体系统拓扑结构Markov切换且控制输入受到非凸约束时的均方一致性问题进行了研究。首先,引入了一个非凸约束算子,并且根据多智能体系统中邻居节点信息设计了系统的控制协议;之后,利用非负矩阵的性质,得到了当高阶多智能体系统拓扑结构是Markov切换时,系统能够实现均方一致性的充要条件;最后,通过数值仿真验证了在该控制协议下,系统能够达到均方一致性。     

含有状态时滞的时离散多智能体系统可控性研究

针对一类含有状态时滞的时离散多智能体系统,在固定拓扑条件下,研究了其可控性问题。在固定拓扑及领航者—跟随者结构下,即一个或多个智能体作为领航者,其余智能体作为跟随者,获得了系统可控的一些充分条件。在这些条件下,系统可以完成预期的编队控制。数字仿真结果验证了所得结论的有效性。     

具有切换拓扑结构的多智能体系统故障估计

针对具有切换拓扑结构的多智能体系统,研究基于模型依赖平均驻留时间的多智能体系统的执行器故障估计问题。基于相对输出估计误差,为多智能体系统设计观测器,并由此建立全局动态误差方程。考虑拓扑结构变化和存在干扰的情况,基于切换系统稳定性理论和故障诊断理论,利用模型依赖平均驻留时间方法,分析给出观测器存在条件及参数设计判据,通过适当的故障估计算法,得到故障估计误差指数收敛且满足H_∞性能的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出。对多智能体系统进行仿真验证,结果表明所提出方法的正确性和有效性。     

线性时滞多智能体系统多类型拓扑切换下的一致性

针对带有时变时滞协议的连续时间线性高阶多智能体系统在多类型有向通信拓扑切换下的一致性问题进行研究.考虑多智能体系统在可一致与不可一致通信拓扑之间进行切换的情况.通过一个线性变换将该一致性问题等价地转化为一个切换时滞系统的稳定性问题.基于切换系统稳定性理论与时滞系统理论,利用平均驻留时间方法分析,以线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)的形式给出多智能体系统达到状态一致的充分条件.数值实例验证了理论分析所得结论的正确性.     

多智能体系统的自适应事件触发平均一致性

针对一阶多智能体系统的平均一致性问题,本文基于自适应事件的控制方法,研究了具有无向连通拓扑结构的一阶多智能体系统的平均一致性。为了确保平均一致性成立,并使系统的控制性能得到提高,分析了多智能体系统通信拓扑图的特性,设计了一种基于事件的自适应控制协议。该协议利用基于状态误差的自适应事件触发条件,使智能体之间的信息传递仅在触发条件成立的时刻进行。同时,基于Lyapunov稳定性理论,得到系统实现平均一致的充分条件,对固定拓扑和切换拓扑情形进行研究,通过Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,在自适应事件触发控制下,系统的事件触发频率更快,使系统的控制性能得到提高,验证了理论结果的有效性。该研究为多机器人系统的协作问题提供了理论基础。     

多智能体网络的混杂建模与量化一致性

针对多智能体网络系统中普遍存在的拓扑变化、信息量化问题,综合考虑了状态量化和拓扑切换的影响.基于一种新的量化器构建了量化反馈作用下多智能体系统的混杂模型,并进一步分析了该混杂系统的有限时间收敛性,给出了一致收敛的时间下界.最后,对不同切换网络拓扑进行计算机仿真,验证所得结果的有效性.     

二阶非线性多智能体系统的脉冲一致性

针对非线性多智能体系统在切换拓扑条件下的二阶一致性问题,通过脉冲控制方法,利用图论、矩阵理论和Lyapunov稳定性理论,得出该智能体系统达到二阶一致性的充分条件。数值模拟结果表明,非线性多智能体系统在充分条件下可实现二阶一致性。     

多智能体网络系统中的领导者对称

针对多智能体网络系统中领导者的数量和位置对系统可控性的影响,本文在领导者-跟随者框架下,利用图论和矩阵的研究方法,将多种情况下的领导者对称问题做了重新的总结与定义,同时指出图的拓扑结构对称只是领导者对称的特殊情况,在这种情况下的领导者对称并非系统不可控的充分条。另外,对具有使领导者保持不变的非平凡自同构情况做了阐述,得到了此种情况下领导者对称仅是可控性的充分条件,并给出实例进行验证。验证结果表明,相应的结果能够更加清晰、准确地解决领导者对称和可控性问题。该研究为更为复杂图的可控性提供了方向和方法。     

基于定量参数分析多智能体系统可控性研究

针对多智能体系统可控性问题,本文基于定量参数,利用代数图论和矩阵论对多智能体系统可控性进行研究。基于系统可控性判别矩阵的条件数,通过3个典型的具体实例,选择一个对多智能体系统可控性产生影响的定量参数k,对多智能体系统可控性进行分析。分析结果表明,有向路图的条件数值比无向路图小,有向路图比无向路图的定量参数k值大。因此,在系统模型相同的情况下,仅考虑单领导者,两个系统均是可控的,但有向路图对应系统的可控性比无向路图对应系统的可控性要好;系统的可控性与k值有关,即与可控性矩阵R的二范数有关,而矩阵R二范数大小与特征值λ_1有关。该研究为多领导者情况下影响系统可控性参数的研究提供了基础。     

两个有向图下时离散多智能体系统可控性研究

针对有向拓扑关系图研究了时离散多智能体系统的可控性问题。证明了系统能控的必要条件是跟随者在收到一个多智能体发来信息的同时,必须也要收到从其它多智能体发来的信息。此外,还给出了通过改变权重来使某些系统可控的方法。通过一个例子及其仿真对所得结论进行了验证。     

基于二阶邻居事件触发智能体系统二分一致性

针对多智能体系统的二分一致性问题,本文利用分布式事件触发控制方法,对多智能体系统二分一致性进行研究。为了加速多智能体系统二分一致性的收敛速度,利用智能体自身及其一阶和二阶邻居信息,设计了二分一致性协议,并对无向连通或有向强连通的拓扑结构进行研究,当拓扑结构是结构平衡时,利用李雅普诺夫稳定性定理,证明了多智能体系统可以在给定事件触发条件下达到二分一致。为验证理论结果的有效性,利用Matlab软件进行数值仿真。仿真结果表明,在所设计的二分一致性协议下,多智能体系统的状态可以达到二分一致。该研究为多机器人系统的编队问题提供了理论基础。     

二阶多智能体系统的环形编队控制研究

针对二阶多智能体系统的环形编队控制问题,本文采用动力学模型为二阶积分器形式的控制输入方法,并采用位置信息和速度信息来设计控制率,通过一系列的证明与推导给出了二阶多智能体系统环形编队实现的充分条件。假设所有的智能体始终都在一固定的圆环上运动,并且每个智能体只能感知到其前后2个紧邻智能体的位置和速度信息,同时利用邻居的信息,对每个智能体设计分布式控制率,再通过数值算例对给出的结论和定理进行计算和验证。验证结果表明,所提控制策略可以使多智能体系统形成给定期望环形编队。该设计为多智能体系统其它方面的研究提供了新思路,同时也为该理论应用到将来的机器人编队控制中指明了方向。     

基于一致性算法的多智能体系统能控性性质

针对多智能体系统能控性方面的问题,采用图论及矩阵的方法研究了多智能体系统在对称拓扑和多领航者情况下的能控性,给出了拓扑结构为对称的系统能控性的几个性质。在领航者为多个时,指出了不对称的拓扑结构不再是多智能体系统能控性的必要条件。证明结果表明,图中连通枝的对称性（不是整个图对称）将导致系统的不能控以及在领航者是多个的情况下,如果领航者是来自任意的单元素单元,那么系统是不能控的。该结果为分析基于一致性算法的多智能体能控性提供了新的启示。     

二阶多智能体系统拓扑切换下的领导跟随一致性

在有积极领导者且系统网络拓扑切换的条件下,对二阶非线性多智能体系统的领导跟随一致性进行了研究. 协议在非脉冲时刻采取连续控制,在脉冲时刻采取离散控制,且脉冲时刻创新性地提出各智能体的速度增量既与邻接智能体的位移状态有关又与速度状态有关. 构建新模型的误差系统,基于Lyapunov稳定性理论,利用数学归纳法和其他相关知识,得到系统拓扑图无向且连通时系统实现一致性必须满足的充分条件,并用Matlab软件实例仿真验证了结果的正确性.     

时变领航情况下多智能体网络一致性分析与应用

针对个体动态为一阶积分器的多智能体网络,研究时变领航情况下网络的一致性.当只有部分个体已知领航者状态时,基于智能体间的相对状态,提出分布式控制协议,应用图论、矩阵理论和稳定性理论给出有向固定拓扑网络实现一致的充要条件及算法.拓展算法至当智能体间具有固定相对状态偏差时,给出分布式控制协议和网络实现一致的充要条件及算法.仿真实验结果表明:基于文中算法的控制协议可以实现只有部分智能体已知时变领航情况下的一致性追踪,基于拓展算法的控制协议可使多车辆在一定时间保持理想编队.该研究结果对于多智能体协调控制问题具有参考意义,也为多车辆编队控制问题提出新的思路.     

《红楼梦》抄本颜色词异文的版本研究价值

研究未知执行器偏移和部分失效故障的随机多智能体系统的容错控制方法。首先,在有向拓扑结构下,针对具有多重故障的随机多智能体系统,设计了一种满足混合无源/H_∞性能指标的故障估计器;然后,充分考虑控制系统和估计系统之间的耦合关系及相互影响,运用Lyapunov函数、线性矩阵不等式、舒尔补引理等方法,提出一种故障下的容错控制器设计方法,实现了随机多智能体系统的混合无源/H_∞容错一致性;最后,通过数值仿真验证了故障估计与容错控制方法的有效性。     

FDI攻击下非线性多智能体系统分布式无模型自适应控制

为研究受到虚假数据注入攻击的单输入单输出非线性多智能体系统的分布式无模型自适应控制问题,提出了一种新的分布式动态线性化方法, 以获得非线性多智能体的等效线性数据模型。与现有多智能体的分布式无模型自适应控制在控制器设计中有所不同, 本文设计的控制器不需要网络拓扑结构的信息, 仅使用系统的输入输出数据。仿真算例验证了所提出的分布式无模型自适应控制算法可以实现多智能体系统的均方有界趋同控制。算法保证了多智能体系统在受到网络攻击时可以实现趋同控制目标。     

日常养老情境的异构多机器人动态多任务分配

针对异构多机器人系统动态任务分配问题,基于多智能体技术,利用符合养老情境特点的多智能体组织结构,提出处理养老情境下任务类型相对固定的异构多机器人多任务动态分配机制.建立基于被服务对象满意度函数的投标值计算模型,兼顾多任务的动态分配与被服务对象的满意度.根据拓扑排序算法,提出多智能体系统死锁的检测及处理方法,解决执行智能体自锁、各执行智能体间互锁的问题.对不同任务情况在不同分配机制下的被服务对象满意度进行仿真.仿真结果表明,在避免死锁的情况下,所提机制能够兼顾养老情景下的动态任务分配和被服务对象的满意度.     

间歇牵制控制下非线性多智能体系统的滞后一致性

为了使智能体适应相关的间歇信号并降低其控制成本,在间歇牵制控制下,对多智能体系统的滞后一致性问题进行了研究.给出了滞后一致性的定义,然后对于多智能体系统模型,设计了一种合适的间歇牵制控制协议,并运用Lya-punov泛函方法和矩阵不等式理论导出在间歇牵制控制下该系统的滞后一致的充分条件,从而实现了非线性多智能体系统在间...     

多智能体系统的群集行为研究综述

近些年来,多智能体系统的群集行为分析已成为复杂网络领域的一个研究热点.本文从个体内部动力系统与个体间的拓扑结构这两个因素出发,对多智能体系统的群集行为问题的发展现状进行概述,并对相应的分布式协议、收敛速度以及实现的条件做了介绍和分析.最后,结合目前的研究现状,讨论了群集行为未来的研究方向.