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.     

间歇通信下具有双层拓扑结构的多智能体系统一致性研究

本文研究了在间歇通信机制下具有两层网络拓扑结构的多智能体系统一致性问题.首先,提出了一种在间歇通信机制下的一致性控制协议,通过建立网络结构模型和误差系统模型,将一致性问题等效转化为线性时滞系统的渐近稳定性问题.其次,利用Lyapunov-Krasovskii泛函分析方法,导出了多智能体网络在间歇通信机制下达到一致性的充分条件,结论以一组 LMI形式给出.最后,通过仿真算例验证了该方法的有效性.     

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

研究了有向切换信息拓扑和时变时滞下离散时间线性多智能体系统的一致性问题.首先,通过适当的线性变换把一致性问题转化为相应的时变时滞线性切换系统的渐近稳定问题; 然后,利用构建的李亚普诺夫函数和平均驻留时间模式,建立了一致性问题可解的基于线性矩阵不等式的时滞依赖充分条件,研究了如下两种情形: 1)所有信息拓扑都是可一致的,2) 部分信息拓扑是可一致的; 最后,数值实例验证了结果的正确性.     

网络攻击下双层结构多智能体系统一致性

研究了遭受网络攻击的双层结构多智能体系统的一致性问题.针对包含领导层和跟随者层的双层网络结构的多智能体系统,考虑了如下情况:领导层相邻智能体之间为友好合作关系,跟随者层相邻智能体之间既包含友好合作也包含对抗竞争关系,同时领导层与跟随者层中部分对应智能体之间存在牵制关系.分析了受网络攻击的领导层多智能体系统、跟随者层多智...     

切换拓扑下测量受限多智能体系统一致性迭代学习控制

针对通信拓扑至少含有一个沿迭代轴的联合生成树且同时沿有限时间轴和无限迭代轴切换的情况,文本研究了存在测量受限的连续线性多智能体系统输出一致性迭代学习控制问题.首先,文章采用迭代学习控制方法设计了一种基于跟随者局部信息的分布式输出一致性协议.然后,给出了系统可解输出一致性问题的两个充分性条件,其中之一可使跟随者实时获取迭代学习增益,避免了全局信息对学习增益设计的影响,且保证了算法的分布式实现.接着,利用λ范数理论和圆盘定理严格证明了所设计算法的收敛性.最后,通过实例仿真验证了所得结论的有效性.     

时变时滞与切换有向通信拓扑协议下线性多智能体系统一致性的平均驻留时间条件

研究时变时滞与切换有向通信拓扑协议下高阶连续时间线性多智能体系统的一致性问题. 利用一个线性变换将该问题等价转化为一个切换时滞系统的稳定性问题. 假定出现的每一个通信拓扑都是可一致的, 借助时滞切换系统稳定性的平均驻留时间方法, 以线性矩阵不等式(LMIs) 形式给出多智能体系统达到全局一致的充分条件. 数值实例验证了结果的正确性.

     

固定和切换拓扑下多智能体系统二分容错状态一致性研究

针对具有传感器故障的连续时间线性领导-跟随多智能体系统,研究了固定和切换拓扑下的二分容错状态一致性问题。首先,考虑不存在传感器故障的情况,提出了一种基于状态反馈的分布式二分一致性控制协议;其次,考虑存在传感器故障和状态不可测的情况,根据邻居交互信息构造新型分布式状态和故障观测器,并提出了基于输出反馈的分布式二分容错一致性控制协议;最后,进一步考虑通信拓扑发生切换的情况,提出了一种基于观测器的输出反馈二分容错一致性控制协议。理论分析和仿真算例均验证了不同情况下提出的分布式控制策略能够消除传感器故障带来的不良影响,同时,可实现预期的二分状态一致。     

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.     

随机拓扑结构下多智能体系统的平均一致性*

利用马尔可夫收敛准则、图的Laplace矩阵谱特性和欧氏度量的极值,对一类具有随机拓扑结构的离散时间多智能体系统平均一致性问题进行了深入讨论。引入完好概率矩阵的概念,建立随机拓扑结构下离散时间系统的一致性算法,应用马尔可夫过程收敛相关结论及伴随算子,从欧氏度量极值的角度证明了系统可达到渐近平均一致,并得出了所需满足的条件,该条件放宽了对系统连通性的要求。最后,采用六个智能体组成的多智能体系统进行计算机仿真,对理论的正确性进行了验证。     

多智能体系统通信拓扑最优设计

运用控制理论,矩阵论及最小二乘等理论,研究了多智能体系统的分组一致性与系统通信拓扑图的拉普拉斯矩阵属于特征值0的特征向量之间的关系.给出了在线性协议控制下,系统达到一致性和分组一致性,其通信拓扑的设计方法.提出了一阶多智能体系统的总能量概念,并得到了系统在能量最省时通信拓扑的最优设计.仿真实例佐证本文主要结论的正确性.     

Guaranteed Cost Consensus for High-dimensional Multi-agent Systems With Time-varying Delays

Guaranteed cost consensus analysis and design problems for high-dimensional multi-agent systems with timevarying delays are investigated. The idea of guaranteed cost control is introduced into consensus problems for high-dimensional multi-agent systems with time-varying delays, where a cost function is defined based on state errors among neighboring agents and control inputs of all the agents. By the state space decomposition approach and the linear matrix inequality (LMI), sufficient conditions for guaranteed cost consensus and consensualization are given. Moreover, a guaranteed cost upper bound of the cost function is determined. It should be mentioned that these LMI criteria are dependent on the change rate of time delays and the maximum time delay, the guaranteed cost upper bound is only dependent on the maximum time delay but independent of the Laplacian matrix. Finally, numerical simulations are given to demonstrate theoretical results.      

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．     

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．     

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.     

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.     

受损多智能体系统的信息一致性

针对受损多智能体系统的信息一致性问题, 基于代数图论提出了联合r连通概念, 给出了当系统中的部分成员受损或离开后不能继续原有工作时, 其余成员仍可实现一致性的充要条件. 研究结果表明, 在此条件下系统可失去成员的数量取决于系统的通信能力. 仿真实例验证了理论分析结果的正确性和有效性.     

切换网络下时变线性多智能体系统的指数同步

研究切换网络下时变连续线性多智能体系统的同步问题. 在智能体动态满足一致完全可控性条件下, 设计出同步协议. 通过将多智能体系统同步问题表示为矩阵无穷乘积形式并论证矩阵无穷乘积指数收敛到0, 给出了多智能体系统指数同步结论. 最后以仿真实例验证本文结论.     

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...     

基于事件触发的离散多智能体二分一致性

针对一阶离散多智能体系统,研究了事件触发控制下的二分一致性问题.首先考虑智能体间通信拓扑结构为无向连通结构平衡图的情形,针对各智能体设计事件触发控制,包括仅依赖于自身及邻居智能体采样状态的控制输入,以及仅依赖自身状态的事件触发条件,实现了对通信资源的节约利用.基于图论、离散系统稳定性理论,证明系统能够实现二分一致性.同时,合理设置控制输入及事件触发条件中参数,保证系统不存在Zeno现象.之后,进一步分析设计了包含有向生成树的结构平衡图下,多智能体系统的事件触发控制.最后利用仿真实例验证了理论结果的有效性.