线性和非线性动态异构多自主体系统的有限时间一致性

研究了由线性和非线性动态自主体组成的异构多自主体系统的有限时间一致性问题.针对该异构系统提出了非线性的一致性协议,并分别给出了无领航者和有领航者情形下异构系统在有限时间内实现一致性的充分条件.所得结果还推广到具有有向通信拓扑且满足细致平衡条件的多自主体系统情形.最后,给出一些仿真结果来验证所得结论的正确性和有效性.     

异构多智能体系统有限时间一致性分析

研究二阶智能体速度不可测情况下由一阶和二阶智能体构成的异构多智能体系统有限时间一致性问题。在固定拓扑结构下,给出了异构系统实现一致性的控制协议,通过LaSalle不变集原理和齐次控制方法得到了异构系统有限时间一致性的充分条件;在切换拓扑结构下,给出了异构系统一致性的控制协议,得到了异构系统有限时间一致性的充分条件。仿真结果验证了相关结果的有效性。     

线性多智能体系统一致性问题的部分稳定性方法（英文）

A linear transformation is proposed to deal with the consensus problem of high-order linear multi-agent systems(LMASs).In virtue of the linear transformation, the consensus problem is equivalently translated into a partial stability problem. We discuss three issues of the LMASs under a generalized linear protocol: 1) to find criteria of consensus convergence; 2) to calculate consensus function; 3) to design gain matrices in the linear consensus protocol. Precisely, we provide a necessary and sufficient criterion of consensus convergence in terms of Hurwitz stability of a matrix and give an analytical expression of the consensus function. In addition, we set up a relation between the gain matrices in the protocol and the convergence time and consensus accuracy of the agents, and then design the gain matrices with respect to a pre-specified convergence time and a required consensus accuracy.     

离散异构线性多智能体系统的输出一致性

研究了离散异构线性多智能体系统的输出一致性问题。考虑到实际系统中部分跟随智能体不能准确获知领航智能体的动态,所以采用观测器方法研究系统的输出一致性问题。首先为每个跟随智能体构造观测器,用以估计领航者的状态;其次设计分布式控制器,提出系统实现输出一致性所应满足的充分条件,并运用Lyapunov稳定性理论、矩阵论、图论知识加以证明;最后运用MATLAB软件的SIMULINK工具箱进行数值仿真,仿真结果显示文中方法与结论是有效的。     

基于一类连续非线性函数的多智能体系统有限时间一致性

针对存在时滞的多智能体系统,提出了基于一类连续非线性函数的有限时间一致性算法.利用Lyapunov有限时间稳定性理论和矩阵理论,给出了这类算法使得系统能够在有限时间内达到一致的充分条件,进而给出了一个满足条件的有限时间一致性算法,并对该算法的收敛性进行分析,得到了系统的收敛时间.数值仿真验证了所提出算法的有效性.     

时延异构多自主体系统的群一致性分析

针对由一阶自主体和二阶自主体构成的异构多自主体系统的静态群一致性问题,分别提出了在固定连接拓扑和切换连接拓扑结构下的静态群一致性算法。通过构造Lyapunov-Krasovskii函数,得到了系统在具有相同时变通信时延的群一致性算法作用下渐近收敛群一致的充分条件,并以线性矩阵不等式表示。最后,仿真结果表明,所提算法在满足一定条件下能使时延异构多自主体系统渐近收敛群一致。     

切换信息拓扑和时变时滞下离散时间线性多智能体系统一致性的平均驻留时间条件（英文）

This paper investigates the consensus problem of discrete-time linear multi-agent systems(DLMASs) with directed switching information topologies and time-varying delays. First, we transform the consensus problem to an asymptotic stability problem of a corresponding time-delayed switched linear system(TDSLS) via a proper linear transformation. Then by using a constructed Lyapunov functional and the average dwell-time scheme, we establish a novel delay-dependent sufficient condition for the solvability of the consensus problem in terms of linear matrix inequalities(LMIs) for two cases, respectively: 1) all of the given information topologies are consensusable; 2) some of the given information topologies are consensusable. Finally, numerical examples are given to show the validness of the established results.     

基于连续时间模型的多智能体系统采样数据一致性（英文）

This paper discusses the sampled-data consensus problem of multi-agent systems with general linear dynamics and timevarying sampling intervals. To investigate the allowable upper bound of sampling intervals, we employ the property of discretization of sampled-data to identify the upper bound on the variable sampling intervals via a continuous-time model. Without considering the states in the sampling intervals, the decrease of Lyapunov function is guaranteed only at each sampling time. Consequently, it results in a more robust sampling interval which is obtained by verifying the feasibility of LMIs. Subsequently, provided a limited matrix variable, the control gain matrix K is solved by the LMI approach. Numerical simulations are provided to demonstrate the effectiveness of theoretical results.     

一类非线性多自主体系统的实用脉冲一致性

针对一类非线性多自主体系统,研究基于实用脉冲控制的一致性协议设计问题.引入脉冲调制间歇控制策略,利用峰值很大,持续时间很短的信号代替理想脉冲信号,设计实用脉冲一致性协议.首先给出一类连续―间歇型实用脉冲协议.利用李雅普诺夫函数方法,图论和间歇控制理论,证明了在该协议下,多自主体系统可以实现渐近一致性.在连续—间歇型实用脉冲协议实施中,需在控制作用区间连续量测自主体状态.针对此局限,提出了采样―间歇型实用脉冲协议.通过采样和间歇控制理论,建立了多自主体系统实现渐近一致性的充分条件.进一步地,分析了当控制作用区间等于采样周期时,采样—间歇型实用脉冲协议退化为周期采样控制协议,而当控制作用区间趋于0时,其退化为脉冲控制协议.揭示了所提出的采样―间歇型实用脉冲协议同周期采样控制协议,脉冲控制协议之间的关系.     

完全分布式异构多智能体系统有限时间跟踪

针对异构二阶非线性多智能体系统有限时间跟踪问题,提出一种完全分布式一致性控制方法,消除对于误差上界与Laplacian矩阵特征值等全局信息的依赖.设计一种只包含局部信息的有限时间一致性协议,并提出自适应增益的分布式切换机制,使得各增益以分段常数的方式进行调节,简化了相邻两次切换时间区间内稳定性分析过程.通过反证法证明多智能体系统必将实现有限时间一致性,并且自适应增益保持有界.仿真结果验证了所提出的完全分布式一致性协议的有效性.     

非线性随机多智能体系统的固定时间一致性

本文研究了在固定拓扑和切换拓扑下,非线性随机多智能体系统的固定时间一致性问题.首先针对固定拓扑,设计了一种非线性控制协议,利用随机Lyapunov稳定性理论和代数图论给出了实现固定时间一致性的充分条件和收敛时间的上界值,随后将结论推广至切换拓扑,设计的切换拓扑子图的并集只需要满足连通条件,即可实现固定时间一致,模型更具...     

离散时间分数阶多自主体系统的时延一致性

复杂工作环境中,许多自然现象的个体动力学特性用整数阶方程不能描述,只能用非整数阶（分数阶）动力学来描述个体的运动行为. 本文假设多自主体系统内部连接组成有向加权网络,个体的动态特性应用分数阶动力学方程描述,个体之间数据传输存在通信时延. 应用分数阶系统的Laplace变换和频域理论,研究了离散时间的分数阶多自主体系统的渐近一致性. 应用Hermit-Biehler 定理,研究了具有样本时延的分数阶多自主体系统的运动一致性,得到保证系统稳定的时延的上界阈值. 最后应用一个实例对结论进行了验证.     

二阶非线性多智能体系统有限时间分布式优化

本文研究一类具有未知常参数的二阶非线性多智能体系统的有限时间自适应分布式优化.首先,通过给定各个智能体的二次目标函数,并结合多智能体系统达到一致性的条件,构造含有惩罚因子的惩罚函数,提出加速智能体状态收敛至目标函数最优解的控制策略.其次,在给定惩罚因子下,基于幂积分方法和有限时间稳定理论,设计有限时间分布式自适应控制协...     

有限时间内异构多智能体系统的协同输出调节

针对异构多智能体系统有限时间输出调节问题,本文提出了分布式有限时间状态观测器控制算法和相应的输出反馈控制策略.应用图论、Lyapunov稳定性理论证明了所设计的观测器能够在有限时间内估计出外部系统状态,同时可以保证系统在有限时间内的稳定性,很好的解决了当部分跟随者无法获取外部命令时的有限时间输出调节问题.最后,通过MATLAB数值仿真验证了该协议的有效性和正确性,仿真结果表明系统除了在有限时间内获得更快的收敛速度外,还具有良好的暂态性能.     

离散时变多智能体系统有限时间一致性迭代学习控制

针对一类离散时变多智能体系统,通过引入虚拟领导者产生期望轨迹的方法,将虚拟领导者和所有智能体组成固定的拓扑结构,在此基础上,提出一种离散时间迭代学习控制算法.该算法对多智能体系统中的每个智能体都设计一个控制器,各控制器都是利用上一次迭代时,该智能体与虚拟领导者之间的跟踪误差和该智能体与相邻智能体之间的跟踪误差,通过拓扑结构中通信权值的组合不断修正上一次的控制律,从而获得理想控制律.同时,基于范数理论严格证明所提出算法的收敛性,并给出算法在$\lambda$-范数意义下的收敛条件.该算法能够使离散时变多智能体的输出随着迭代次数的增加在有限时间区间内完全跟踪期望轨迹.理论分析和仿真结果都表明了所提出算法的有效性.     

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.     

离散时间多智能体系统的一致性

研究了离散时间高维线性系统的一致性问题. 所考虑的系统可视为包含多个个体的多智能体系统, 每个个体的动力学行为与其他个体不同并受其他个体状态的影响. 本文建立了系统具有一致性的若干充分必要条件. 如果一致性函数存在, 文章给出了该函数的显式表达. 文末用一个数值例子说明了所得的理论结果.     

通信延时和数据丢包下事件驱动的多智能体系统一致性研究（英文）

本文研究受网络通信延时和数据随机丢包的多智能系统一致性问题,探索事件驱动的分布式协同控制策略.首先针对两类普遍应用的事件触发器,提出了一个可用于选择触发策略的触发频率比较方法.然后提出了分布式协同控制律以保证系统的渐近一致性,并给出了相应的时滞依赖Markov切换控制器设计新方法.本文所提的控制策略不仅保证系统一致性目标,而且能显著减少通信数据传输量并降低控制器计算负担.最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性.     

端口受控哈密顿多智能体系统的输出一致性协议设计（英文）

This paper investigates the output consensus problem of port-controlled Hamiltonian(PCH) multi-agent systems with both fixed and switching topologies. Firstly, a distributed group output consensus protocol is designed via the energy shaping method to reach globally stability and group output consensus. Secondly, a new distributed control protocol is proposed by using the structural properties of the PCH systems. The advantage of this protocol is that it can transform the directed graph to the undirected graph by constructing a kind of virtual neighbors. Thirdly, a control protocol is designed with the extended LaSalle s invariance principle developed for switched systems under the jointly connected topology condition to make all the agents reach output consensus when the topology is switching. Finally, some illustrative examples with simulations are provided to demonstrate the effectiveness of the protocols designed in this paper.     

具有外部干扰的混合阶多智能体系统的有限时间一致性

针对基于定变拓扑网络的具有外部干扰的混合阶多智能体系统的有限时间一致性问题,设计一个分布式有限时间控制律.将原始系统转换为一个等效系统,即一阶和二阶子系统的混合系统,保证了所有智能体达到有限时间一致性的条件.通过两个仿真实例验证了该理论及方法.