联合连通条件下的二阶多智能体系统有限时间一致性控制

针对时变动态拓扑下无leader的二阶多智能体系统有限时间一致性控制问题,本文给出有限时间一致性协议,并对所提出的一致性协议进行理论分析.基于图论、Lyapunov稳定性理论、同次性理论和积分不等式方法,证明了当通信拓扑为联合连通时,有限时间一致性协议可保证系统在有限时间达到一致.最后给出仿真结果,验证了理论的有效性.     

事件触发机制下的二阶多智能体系统的一致性

研究二阶多智能体系统的一致性问题.为了减少智能体之间的信息通信量,给出一种改进的事件触发控制方法, 在该方法下,每个智能体仅在自身事件触发时刻执行控制任务.利用模型转化、线性矩阵不等式方法和Lyapunov稳定性理论给出系统达到一致性的充分条件,同时,理论计算结果表明,系统在所提出的方法下不存在Zeno现象.仿真实例验证了理论分析的有效性.     

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。     

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.     

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.     

基于干扰观测器的二阶多智能体系统模型参考一致性

针对受到外部干扰影响的二阶多智能系统, 提出一种新型干扰观测器的设计方案.在只有部分智能体能接收到参考模型信 号的条件下, 研究受到不同外系统生成干扰信号影响的二阶多智能体系统模型参考一致性问题.针对干扰信号由线性外系统和非线性外系 统生成的情况, 分别设计干扰观测器.进一步提出分布式控制协议, 所提出的一致性协议可以有效地抑制干扰, 最终实现多智能体 系统的模型参考一致性.仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

DoS攻击下一类二阶多智能体系统的安全分组一致性研究

针对拒绝服务(denial-of-service, DoS)攻击下一类二阶多智能体系统的安全分组一致性协同控制问题,区别于同类工作,在非周期性多信道独立的攻击场景下,基于复杂系统中智能体间的合作与竞争交互,提出一种新的带有状态估计器的安全分组一致性控制协议.在该协议的作用下,首先,给出DoS攻击持续时间的约束条件,通过设计合适的李雅普诺夫函数,结合求解代数黎卡提方程得到不同攻击模式下信道的衰减率;然后,通过引入与各个信道对应的等效衰减率,克服所得衰减率与信道难以匹配的问题,并给出系统的稳定性判据;最后,通过数值实验验证理论分析所得结论的正确性和有效性.     

二阶多智能体系统的线性广义一致性

首次针对二阶多智能体系统提出广义一致性的概念;然后探讨有向网络拓扑结构下的二阶多智能体系统的线性广义一致性问题.通过设计有效的控制协议,使用代数图论和稳定性理论,推导获得二阶的多智能体系统以及带有通信延迟的二阶系统实现线性广义一致性的充分且必要条件.结果表明,在有向网络中,耦合增益参数和拉普拉斯矩阵的特征值对达到广义一致起着关键作用;最后,数值仿真验证了结果的正确性.     

二阶非线性多智能体系统领导跟随一致性研究

为减少通信时延对系统一致性的影响,针对有领导者的二阶非线性多智能体系统的领导跟随一致性进行了研究,新颖的提出近似随机脉冲时延的概念并应用于新协议。相比于传统协议,新协议在脉冲时刻通信时延较小时,各智能体基于时延态对自身当前时刻状态进行预测,并以自身未来预测状态取代时延态发送给各邻接智能体同时补偿自身反馈通道时延,从而使系统更快实现一致性。基于Lyapunov稳定性理论,利用一类再推广的Halanay不等式的性质给出两个保证系统实现一致性的充分条件。最后,实例仿真证明了新协议的优越性。     

Controllability improvement for multi-agent systems: leader selection and weight adjustment

For an uncontrollable system, adding leaders and adjusting edge weights are two methods to improve controllability. In this paper, the controllability of multi-agent systems under directed topologies is studied, especially on the leader selection problem and the weight adjustment problem. For a multi-agent system, necessary and sufficient algebraic conditions for controllability with fewest leaders are proposed. To improve controllability by adjusting edge weights, the system is supposed to be structurally controllable, which holds if and only if the communication topology contains a spanning tree. It is also proved that the number of the fewest edges needed to be assigned on new weights equals the rank deficiency of controllability matrix. In addition, a leader selection algorithm and a weight adjustment algorithm are presented. Simulation examples are provided to illustrate the theoretical results.     

Finite-time consensus for leader-following second-order multi-agent system

The finite-time consensus problems of second-order multi-agent system under fixed and switching network topologies are studied in this article. Based on the graph theory, LaSalle's invariance principle and the homogeneity with dilation, the finite-time consensus protocol of each agent using local information is designed. The leader-following finite-time consensus is analysed in detail. Moreover, some examples and simulation results are given to illustrate the effectiveness of the obtained theoretical results.     

具有引导者的多智能体网络系统的脉冲一致性

多智能体网络系统的协调与控制在工程领域中有着重要的作用. 本文给出了具有引导者的一阶多智能体网络系统的动力学模型. 模型中, 假设网络系统中仅有一个智能体在一系列离散时刻基于自身及引导者的信息, 以脉冲跳跃方式改变自身的状态.应用矩阵理论、数值分析理论、脉冲微分方程等理论给出了网络系统达到一致的一个充分条件. 计算机仿真实验验证了算法的正确性和有效性,展示了系统的一致收敛速度与脉冲间隔、脉冲强度之间的关系.     

Analysis of the virtual enterprise partner selection based on multi-agent system

Today, virtual enterprise is regarded as the most competitive management model of enterprises that faces the resource of the globe. This paper proposed an instructor of remote manufacturing system supporting dynamic alliance for virtual enterprises with the multi-agent technology to solve the problem of partner enterprise selection. Grounding on the virtual enterprise＇s cooperation framework, a model was given and in which we analyze the collaboration relation among different agents. The negotiation model will reduce the time and improve the efficiency of negotiation, so the appropriate partner can be selected in a short time.     

有领航者的多智能体系统的稳定性分析

本文研究了一类有领航者的多智能体系统在平面和高斯型源下的稳定性分析.该系统由领航者和跟随者两种智能体组成,只有领航者具有环境的信息;同时,吸引与排斥函数也被推广到具有某些性质的一类函数.证明了在满足适当假设条件时,在领航者智能体的导航作用下,多智能体系统的跟随者在没有环境信息的情况下也能准确地到达目标或远离目标.当多智能体系统在不同源的条件下聚集时有界区域的大小也被估计.给出数值仿真以证明理论结果的正确性.     

Target-enclosing control for second-order multi-agent systems

This paper poses the enclosing control problem with identical geometry for a group of targets which are either stationary or moving and offers consensus-based distributed control protocols. An estimator is first introduced to estimate the central position of the targets. We then propose a target-enclosing control law with velocity information based on the centre estimating algorithm and consensus theory. A target-enclosing control law without the velocity information is further designed. The Lyapunov theory and Lasalle’s invariance principle are applied to show the convergence of the proposed control algorithms. Finally, numerical simulations are given to illustrate the effectiveness of our proposed strategy.     

具有时变时滞耦合的二阶多主体系统的编队控制

多主体系统的编队控制是一类重要的网络协同控制问题.研究了在有向连接拓扑结构下,具有时变时滞耦合的二阶多主体系统的编队控制问题.通过一种多层领导机制的框架建模,得到了时不变编队、时变编队和时变轨迹追踪3种编队问题的充分性条件,并证明了各种预期队列是以指数的收敛速度形成的.数值仿真进一步验证了理论结果的正确性,为该理论在实际中应用起到指导作用.     

带强连通分支的多智能体系统可控包含控制

研究有强连通子图拓扑结构的有向多智能体系统领导者选择及可控包含控制问题.根据网络拓扑结构,智能体被分为两类:单元智能体和一般智能体.首先设计强连通子图中个体组成的单元智能体的一致性协议实现各个单元的一致;后由单元智能体和一般智能体构成新的拓扑结构,结合复杂网络可控性理论与二分图最大匹配算法确定满足网络可控的最少领导者集合,并为所有智能个体设计相应的控制协议,驱使跟随者渐近收敛到多个领导者组成的动态凸包中,从而实现网络的可控包含控制.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

多智能体协同选择的智能导购模型

基于多智能体协同选择提出了一种导购选择模型,该模型可识别其他可信买方智能体("值得信赖的朋友"),并将它们关于卖方的信息结合自身关于卖方的信息综合起来协同选择质高价低的卖方,从而实现高质量的导购性能。构建了一个存在多种类型的买方和卖方的购物模拟环境,并进行了多组实验。实验结果表明,该模型可以准确地识别可信买方智能体,并可在复杂的购物环境中高效地选择出优质卖方。此外,实验结果还表明,有了该模型,单个买方智能体选择优质卖方的能力要明显高于无多智能体协同选择情况下单个买方智能体的选择能力。