通信时延下多智能体系统的安全一致性控制

本文主要探究了离散时间多职能系统在其通信状况之下的时延条件下存在的安全一致性状况与问题,对于一致性控制算法在网络中的应用等相关问题进行了分析,对其能够使得网络中各正常智能体抵御敌对智能体的攻击并实现最终状态一致的相关算法进行探究,进而了解到此种算法在实践中主要就是通过个体的自认状态以及其相邻个体的实际时延相关信息作为其控制输入,在基于此对其相关控制器的参数、拓扑属性以及相关通信时延等进行控制,对其相关条件进行获取,利用实验的方式对其进行了验证分析.     

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。     

动态拓扑下时变时延多智能体系统的协同输出调节问题研究

网络通信过程中的随机数据丢失等现象将导致网络拓扑结构的动态切换,时变通信时延将导致智能体无规律地异步更新控制输入。针对随机数据丢包和时变通信时延同时存在的多智能体系统,研究其协同输出调节问题。通过引入队列机制,具有时变通信时延的多智能体系统被转化为具有固定通信时延和随机数据丢失的多智能体系统,随后给出基于队列机制的分布式状态变量动态观测器,进而设计出相应的分布式测量输出反馈控制算法。针对具有不稳定外部系统和稳定外部系统多智能体系统,在满足标准假设的前提下,分别给出了解决其协同输出调节问题的充要条件。仿真结果表明,基于队列机制的分布式测量输出反馈控制算法可有效解决动态网络拓扑下具有时变通信时延的多智能体系统协同输出调节问题。     

具有通信时延的多机器人编队控制

针对通信约束条件下的多机器人编队控制问题,基于群集运动思想和一致性理论,提出了一种包含时延的分布式协同控制算法.首先,通过编队图及其矩阵表示,结合稳定性理论,用频域方法分析编队系统的稳定性,得到多机器人能形成期望编队的条件;然后,通过实验分析得到了最大允许时延与控制参数和拉普拉斯矩阵特征值的关系;最后,利用一个4机器人编队实例,验证了编队控制策略的有效性和结论的正确性.     

一种时延多智能体系统的分布式编队

针对具有定常时延的二阶积分器多智能体系统,提出一种不依赖时延的分布式编队控制律。通过引入编队误差的积分信息,设计一种新的分布式比例积分微分控制律。和当前的编队控制律相比,分布式比例积分微分控制律具有对部分恒偏差故障鲁棒的特性。利用Nyquist稳定性判据,通过分析系统开环传递函数的幅相曲线特性,给出独立于时延的编队控制律存在的充要条件。仿真结果验证了该方法的有效性。     

多智能体系统的协调控制研究综述

近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制、交通车辆控制、无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题.首先介绍了多智能体系统的研究背景、智能体的概念和相关的图论知识;然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析;最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究.     

航天器编队飞行自适应协同避碰控制

为解决航天器编队飞行系统中存在通信时延、参数不确定的跟踪问题,并实现避免碰撞的控制目标,基于编队航天器的相对运动非线性动力学模型和势函数方法,对航天器编队飞行系统的自适应协同避碰控制方法进行了研究. 首先,在全状态反馈控制的情况下,提出了一种对通信时延和参数不确定具有鲁棒性的自适应协同避碰控制律;其次,进一步考虑速度信息不可测量的情况,通过引入一种新型滤波器设计了无速度测量的自适应协同避碰控制律,使得编队航天器实现对期望轨迹的跟踪,同时能够保证航天器编队飞行系统中航天器在安全区域飞行,避免发生相互碰撞. 最后,针对全状态反馈和无速度测量反馈的情况分别分析了航天器编队飞行闭环系统的Lyapunov稳定性,显著增强了闭环系统对通信时延和参数不确定的鲁棒性.结果表明,所设计的两种自适应协同避碰控制律可以有效地保证编队飞行航天器对期望轨迹的跟踪,且系统可以实现避免碰撞的编队飞行任务.     

多小型飞行器自主编队姿态协同控制方法

针对多小型飞行器空间自主编队姿态协同飞行任务,研究了空间多小型飞行器自主编队在空间干扰影响下的姿态协同控制问题.考虑到编队无法获取外界参考信息,需要进行自主编队的情况,提出一种编队姿态协同控制方法.首先,提出的控制方法基于小型飞行器绝对姿态信息实现编队姿态协同,能够适应多种编队通信拓扑结构,并且对于外干扰力矩具有较强的鲁棒性;然后,根据Lyapunov定理,从理论上证明了闭环系统的稳定性和收敛性;最后,通过数值仿真验证了理论分析结果及所提出控制方法的有效性.研究结果表明,所提出的控制方法能够在干扰力矩作用下,利用小型飞行器绝对姿态信息实现编队姿态协同,且能够适应多种编队构型.     

带有未知参数和通讯时延的多智能体蜂拥控制

模拟自然界蜂拥现象的蜂拥控制是多智能体协同控制中的一个重要问题。针对带有未知参数的复杂多智能体系统研究其蜂拥控制策略,并且考虑了蜂拥过程中存在通讯时变时延的情况。采用参数自适应控制方法,给出了带有未知参数和通讯时延的多智能体系统分布式自适应控制器;依据代数图知识和Lyapunov定理,对建立的多智能体分布式控制系统进行了稳定性分析。理论分析结果表明,在分布式自适应控制作用下,带有未知参数和通讯时延的多智能体系统能够很好地达到蜂拥状态;数值仿真结果也验证了该蜂拥控制算法的有效性。     

基于对偶分解的分布式协同编队飞行研究

针对多智能体编队飞行问题,提出一种新的基于对偶分解的分布式算法,以实现协同航迹规划。首先,将编队飞行问题建模为受线性动力学约束的优化问题,其目标函数中包括智能体各自的独立目标(例如跟踪参考轨迹)以及系统的全局目标(例如总燃料消耗、编队队形等)。其次,为了分布式地求解该优化问题,将其对偶问题分解,把大计算量的原问题转化为多个小的子问题。最后,设计了协同分布式规划算法,并对其收敛性和最优性进行了理论证明。由于该算法只需相邻智能体间的通信,因此具有很强的可扩展性,并能适用于通信能力受限情况下的编队飞行。仿真结果表明,提出的分布式算法能有效地进行协同编队飞行规划;同时通过与集中式方法的比较,其最优性和收敛性得到了验证。     

多Agent系统通信策略

针对多Agent系统通信机制中的关键性问题——Agent通信策略,在分析多Agent系统中几种常见通信策略的基础上,以Agent获取信息的途径为主线,进一步引入超时思想,给出多Agent系统的传递方式及通信策略,并在这一通信策略中,对Agent通信进行时间上的限制,从而使Agent通信的鲁棒性得到很大提高.     

具有噪声与时延的多个体系统的鲁棒一致性

针对一般的有向非平衡网络,研究了当测量噪声与通信时延共存时的单积分多个体系统的鲁棒一致性问题。通过在随机逼近一致性协议中引入时变控制增益来抑制测量噪声,并利用不等式放缩和数学归纳法证明了只要网络中通信时延有上界,多个体系统能够实现均方一致性,最终的一致性值收敛到一个随机变量。最后通过仿真算例验证了所得的结论。     

事件驱动的卫星编队姿态分布式协同控制

星间信息交互是卫星编队姿态协同控制的基础.为降低姿态协同控制对星间交互的信息量,满足资源和通信带宽受限等约束,在卫星编队Euler-Lagrange姿态动力学模型的框架内,提出了一种基于事件驱动的相对姿态分布式自适应控制算法.通过设计含有星间状态偏差、关联矩阵等的事件驱动函数,当该函数值满足条件时触发事件、更新数据,在非触发时间内利用触发时刻的信息设计控制算法,从而将卫星编队姿态一致性协同控制转化为事件驱动控制问题,有效降低了控制输入更新频次及星间信息交互量.基于Lyapunov理论证明了在事件驱动自适应控制器作用下,领航者—跟随者卫星编队系统是全局渐近稳定的.并证明了事件触发时间序列不会产生Zeno现象,即事件触发间隔时间存在下界.进行数值仿真验证事件驱动自适应控制算法的有效性,并将其与传统自适应控制算法相比较,仿真结果表明,所设计的控制算法在保证闭环系统控制性能的前提下,显著降低了控制输入更新频次和星间交互信息量,满足星上能量和星间通信能力等约束.     

Cement industry control system based on multi agent

Cement production is characterized by its great capacity, long-time delay, multi variables, difficult measurement and multi disturbances. According to the distributed intelligent control strategy based on the multi agent, the multi agent control system of cement production is built, which includes integrated optimal control and diagnosis control. The distributed and multiple level structure of multi agent system for the cement control is studied. The optimal agent is in the distributed state, which aims at the partial process of the cement production, and forms the optimal layer. The diagnosis agent located on the diagnosis layer is the diagnosis unit which aims at the whole process of the cement production, and the central management unit of the system. The system cooperation is realized by the communication among optimal agents and diagnosis agent. The architecture of the optimal agent and the diagnosis agent are designed. The detailed functions of the optimal agent and the diagnosis agent are analyzed.At last the realization methods of the agents are given, and the application of the multi agent control system is presented. The multi agent system has been successfully applied to the off-line control of one cement plant with capacity of 5000 t/d. The results show that the average yield of the clinker increases 9.3% and the coal consumption decreases 7.5 kg/t.     

第三代移动通信技术分析

移动通信的发展由第一代模拟调频（FM）和频分多址（FDMA）为主要特征的移动通信系统,经过以时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）为特征的第二代移动通信系统及以GPRS和CDMA2000-1X为代表的第二代半通信系统,进而发展到以CDMA为主流技术的第三代移动通信系统。CDMA主要包括3种：W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。本文对这三种技术的特点作了分析和比较,并探讨了适合国情的自主产权的TD-SCDMA系统。     

适用于GEO卫星通信的单层重传机制

基于GEO卫星通信信道特性,分析现有LTE重传机制适应性改造所面临的问题,提出一种单层重传机制。该机制结合卫星链路时延大、信道质量较好的特点,去掉RLC层ARQ机制设计,并利用单层重传机制的通道数与RTD的相关性,通过扩展通道数及减少最大传输次数,提高现有重传机制对GEO卫星大时延信道特性的适应性。仿真结果表明,该重传机制能确保数据可靠性传输,缓解反馈信息带来的时延问题,提高系统吞吐量。     

基于行为的分布式多智能体系统

提出了一种基于行为的分布式多智能体结构 ,在此基础上设计并建立了一个多自主机器人系统实验平台。允许系统中的各移动机器人分布式通讯、规划和控制。系统仿真和实验结果证明了系统能正确地完成不同的任务     

Transmission synthesis scheme for a multicast system with unknown locations of eavesdroppers

In order to solve the problem of multicast wireless secure communication with unknown locations of the eavesdroppers, a secure communication synthesis scheme was proposed based on the frequency diverse arrays. By studying the frequency diverse arrays model and analyzing the beam pattern, a random frequency diverse array is constructed at the transmitter. At the same time, combined with the added artificial noise baseband signal processing method, the maximizing artificial noise energy method is designed to optimize the beamforming weighted vector of each multicast group, so as to improve the security performance of the multicast system. Numerical results show that the scheme realizes secure communication of a multicast system and can precisely control the signal energy received by legitimate users.     

10MW风力机叶片设计与动力特性

为了研究大型风力机叶片在静止和转动状态下的振动模态及其变化特点,通过叶素动量理论和复合材料的叶片设计方法完成了10 MW风力机叶片的设计.基于多体系统动力学理论和超级单元模型,结合动力学分析软件ADAMS对静止状态下叶片的线性特征值进行了分析,考虑叶片的弹性变形和旋转,应用刚性积分方法对叶片的非线性控制方程进行数值求解,通过傅里叶谱分析方法,实现风轮旋转条件下的运转模态识别.结果表明,在动力刚化效应作用下,叶片的固有频率会随着转速的增加而增大.