通信时延下多智能体系统的安全一致性控制

研究了离散时间多智能体系统存在通信时延条件下的安全一致性问题.本文的目标是设计一种一致性控制算法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.该算法仅利用个体的自身状态和相邻个体的时延信息作为控制输入,并根据控制器参数、拓扑属性和通信时延,获得了所提算法实现收敛的充要条件.最后,通过仿真实例对理论结果进行了验证.     

具有状态信息保护的多智能体系统H∞一致性

为解决多智能体系统在有/无干扰情况下的初始状态信息保护和一致性问题,提出了新的状态信息保护算法,并引入鲁棒H_∞控制协议。首先,在无干扰的情况下提出了状态信息保护算法,来防止其他不诚实智能体窃听诚实智能体的信息,始终保护智能体的初始状态信息无法被不诚实智能体推测出来,并能够实现准确的平均一致性。其次,在有干扰的情况下,采用鲁棒H_∞控制的方法,在信息保护算法的基础上,减弱了干扰对系统模型的影响,提高了系统的抗干扰性能。利用李雅普诺夫方法对系统的稳定性进行分析,并求解线性矩阵不等式,得出了实现H_∞控制的基本条件。最后,通过对有/无干扰情况下的状态信息保护算法分别进行分析和仿真,验证了所提算法的有效性。     

多智能体系统分布式一致性算法研究现状

综述了多智能体系统分布式一致性问题的研究现状。从理论层面介绍了一致性问题的几种常见定义及与特性相关的主要参数;总结归纳了近年来几种一致性协议及其理论分析结果;分析和阐述了一致性问题的主要应用领域的进展。展望了未来的研究方向。     

多智能体有向固定网络一致性H∞ 滤波器设计

研究了多智能体有向固定网络的一致性和H∞滤波器设计问题．为了便于滤波器设计,首先对系统模 型进行了变换,进而构造了一致性H∞滤波器的形式,得到了保证多智能体渐近一致并满足H∞干扰衰减性能指标 的充分条件．通过求解一组线性矩阵不等式可以求得滤波器参数．仿真实例证明了所提出方法的有效性．     

具有随机通信时延的二阶多智能体系统的一致性控制

研究了具有随机通信时延的二阶多智能体系统的一致性控制问题.分别讨论了具有固定拓扑结构和变化拓扑结构两种情形下二阶多智能体系统在具有随机通信时延情况下的一致性问题.通过构造Lyapunov函数的方法得到多智能体系统的时延依赖稳定判据,并以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了系统稳定的条件.最后,仿真和实验结果验证了研究所得结论的正确性和有效性.     

具有通信时延的二阶多智能体系统有限时间一致性跟踪控制

针对具有通信时延的二阶多智能体系统的有限时间一致性控制问题,分别研究了具有固定拓扑和切换拓扑网络结构情形下的二阶多智能体系统的有限时间一致性。为使多智能体系统能在有限时间内可以达到一致,引入一致性控制增益矩阵并设计了相应的基于相对位置和相对速度的时延状态误差有限时间一致性控制算法,利用系统模型转换,泛函微分方程稳定性理论和有限时间Lyapunov稳定性定理得到了使系统在有限时间内达到一致跟踪的最大时延上界值。最后,仿真实验结果验证了所得理论的正确性和有效性。     

时延多智能体系统领导跟随一致性研究

为符合实际情形,针对不确定与随机发生非线性的多智能体系统,研究了有时延且网络拓扑切换时系统的领导跟随一致性。传统协议通常保守的假设邻接个体间通信时延与个体和领导者间通信时延大小相同,新协议中上述时延可以大小不同。相比于传统方法,新颖的将复杂网络同步问题研究领域对时延的处理方法引入到多智能体系统一致性问题的研究中,利用一类推广的Halanay不等式,给出系统实现领导跟随一致性需满足的两个与时延无关的充分条件,即时延在相关参数满足定理条件的前提下不影响系统最终实现一致性。相比其他方法得到的含有时延的判定条件,本研究结果保守性更低,实例仿真验证了新协议的可行性。     

牵制控制下的多智能体系统群一致性

本文研究了一类多智能体系统在牵制控制下的群一致性问题,提出了融合群内信息交互、群间信息交互和牵制控制器的一致性协议.对固定拓扑下的二群组智能体系统和切换拓扑下的多群组智能体系统,利用稳定性理论和图论分别给出了适用于任意拓扑结构的充要条件,使得智能体系统在所提协议和牵制控制器的联合作用下实现预期的群一致.针对拓扑图中含有生成树这一特例,分析了被施加牵制控制的智能体在结构中的具体位置.此外,对切换拓扑下进行非线性交互的多群组智能体系统,利用Lyapunov方法推导出一充分条件,得出只要对多智能体系统的一部分主体进行牵制控制,则所有智能体即可在所提协议和牵制控制器的作用下渐近收敛于各自的期望一致平衡点.最后,仿真例子验证了所提方法的有效性.     

具有不确定性多智能体系统的一致性算法研究

提出了一种具有不确定性的多智能体系统的一致性算法.该算法具有设计灵活、鲁棒性强的特点,包括协同律和自适应律.只要网络存在生成树,该算法就可以适应不同的网络拓扑结构.协同律利用现有邻居智能体的局部信息,推动多智能体系统达到一致性.自适应律抑制局部扰动,消除不确定性对网络的影响.最后,仿真结果验证了所提出的算法的有效性.     

具有输入时滞多智能体系统的鲁棒H∞趋同控制

讨论了同时受外部扰动,输入时滞以及网络模型不确定的多智能体系统的趋同控制.通过定义一个适当的控制输出,我们将这个问题转化一个鲁棒H∞控制问题.基于此,我们给出了两个判断闭环多智能体系统趋同的准则,并且运用锥补线性化算法得到状态反馈控制器的参数.最后,给出一个仿真用以验证我们趋同算法的有效性.     

一类离散时延多智能体系统的安全一致性研究

文章针对存在恶意智能体的一类离散多智能体系统,研究了其在时延影响下的安全一致性问题:以距离期望值一个标准差为约束条件,设计了一类容忍性强的安全一致性算法;仅利用包含自身信息在内的邻居时延信息序列,通过算法选取有效个最优信息作为控制输入,使系统在一定条件下实现安全一致.仿真实验结果表明,采用该算法,不仅增强了系统对恶意智...     

离散异质多智能体系统的分组一致性控制

针对一类混合异质多智能体系统的分组一致性控制问题进行了研究。具体分析了由一阶智能体和二阶智能体组成的混合异质系统,研究其在离散情况下的分组一致性。基于两个合理的假设提出了线性控制协议,运用代数图论、稳定性理论和矩阵理论,分析协议作用下闭环系统的系统矩阵及动态特性,取得了系统渐近实现分组一致性的充分条件,该条件与系统拓扑结构、采样周期以及控制参数有关。结论同时适用于有向拓扑与无向拓扑,最后通过仿真实例对所得分析结果进行了验证。     

一类异质多智能体系统的一致性控制

针对一类由连续时间一阶和二阶智能体组成的异质多智能体系统,首先给出一阶和二阶智能体实现一致性的算法,其次利用图论和矩阵理论相关知识,在固定有向拓扑结构下,给出异质多智能体系统实现一致性的充要条件,且在一致性实现时给出一致性状态的确切表达式;在切换拓扑结构下,给出异质多智能体系统实现一致性的充分条件。最后给出数值算例验证了相关结论的有效性。     

重放攻击下多智能体系统H∞一致性PID控制

本文针对一类带有加性噪声和乘性噪声的离散多智能体系统,研究重放攻击下多智能体系统的H∞一致性比例–积分–微分(PID)控制问题.首先,根据智能体的测量输出设计状态观测器,对智能体的状态进行有效估计,观测器设计过程中考虑了系统测量输出从传感器传输到观测器过程中受到重放网络攻击的影响.然后,利用智能体与其邻居智能体的估计状态差设计PID控制器.利用李雅普诺夫稳定性理论和代数图论,证明在该控制策略下,多智能体系统在重放攻击存在的情况下达到预期的H∞性能指标.最后,利用线性矩阵不等式(LMI)方法求解观测器和控制器增益,利用数值仿真验证了所设计的观测器和PID控制器的有效性.     

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.     

基于滑模观测器的多智能体一致性控制

本文针对速度不可测下的多智能体系统提出一种基于滑模观测器的有限时间一致性控制算法.首先, 利用滑模观测器在有限时间内估计每个智能体的速度信息. 然后,利用估计信息设计非奇异终端滑模控制律,该控制律能够保证智能体系统在有限时间内达到一致性. 最后,通过数值仿真验证了该一致性控制算法的有效性.     

具有状态预测器的多智能体系统一致性研究

针对复杂动力学系统中多智能体系统一致性问题的研究很有现实意义,而多智能体系统的收敛速度是一致性问题研究中的热点之一.为此,设计了一种状态预测器,使多智能体系统能以更快的速度达到一致.将所设计的状态预测器应用于多智能体系统编队算法,仿真结果验证了状态预测器的有效性.     

异构变时延多智能体系统编队控制分析

实际工程应用中,异构多智能体的编队控制问题研究具有十分重要的意义。考虑现实环境影响,编队系统个体之间的通信变时延难以忽略。系统收敛速率是评价系统性能的重要依据,然而现有编队控制问题研究很少能给出相应的量化指标。针对上述情形,对包含一、二阶智能体的异构变时延系统的编队控制问题进行分析研究。首先,考虑固定有向通信拓扑情况,对领航跟随者模式下异构变时延多智能体系统提出线性一致性控制协议。然后,构建误差系统模型,利用图论与矩阵论分析方法,并结合Routh-Hurwitz定理与牛顿-莱布尼兹公式,获得系统实现编队控制的充要条件,同时得到估算系统收敛速率的不等式关系。最后,仿真算例中随机给定一种系统节点0全局可达的通信拓扑,并对不同时延情况的编队控制效果进行分析,验证一致性控制协议的正确性和有效性。     

自适应事件触发控制的多智能体系统一致性

研究了拓扑结构为有向强连通图的多智能体系统的一致性问题。提出一种新的自适应事件触发控制方案,根据采样数据动态调整触发时间间隔,提高了系统的控制性能。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到多智能系统渐进趋于一致的充分条件。同时,得到一致性条件与触发参数和通信拓扑有关的结论,数值仿真结果进一步验证了理论分析的有效性。     

具有领航者的时延多智能体系统的群集运动

计算机技术、网络技术和通信技术的飞速发展,推动着无人驾驶飞行器的编队控制、传感器网络的分布控制、卫星的姿态控制等多智能体系统的建模与应用的逐步深入,也吸引了越来越多的研究者致力于多智能体系统的动态编队控制的研究.研究了具有不同的通信时延和不同的输入时延的移动多智能体算法的群集运动.假设多智能体系统由n个智能体和1个Leader组成,网络连接拓扑是静态有向连通图,智能体Leader为拓扑图的全局可达节点.应用频率域的广义Nyquist判据分析了具有不同的通信时延和不同的输入时延的移动多智能体算法,应用Greshgorin圆盘定理和曲线的曲率理论研究了具有领航者的多智能体算法的群集运动,得到保证系统一致性的收敛条件.该一致性条件是一个应用节点局部信息的分散式条件,只与输入时延有关,而与通信时延无关.最后,通过计算机仿真验证了本文结论的有效性.