基于事件触发的非线性多智能体系统的固定时间分群一致性

结合事件触发控制方法研究非线性多智能体系统的固定时间分群一致性问题.提出一种非线性分布式事件触发分群一致性控制协议,并给出状态信息触发控制器更新的条件.该控制协议不受入度平衡条件限制,且只需自身状态信息与邻居智能体进行通信即可在固定时间内快速实现分群一致性.系统收敛时间与智能体的初始状态无关,可有效降低系统控制器更新频率和系统的资源消耗.结合代数图论、矩阵分析及Lyapunov稳定性理论,证明在所提出协议作用下,多智能体系统在固定时间内能够实现分群一致性,且不存在Zeno行为.最后,通过仿真实例检验了理论结果的可行性.     

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。     

带有观测器的广义多智能体系统二分一致性

本文研究了带有观测器的广义多智能体系统的二分一致性问题.根据符号图的特性,提出了一种基于广义观测器的分布式二分一致性控制协议.以广义系统稳定性理论和代数图论为主要研究工具,分析并得到了广义多智能体系统实现二分一致性的充分条件.利用广义观测器的相对和绝对信息设计了两种新的二分一致性控制协议.数值仿真验证了理论结果的准确性和有效性.     

带有完全分布式观测器的多智能体系统自适应容错一致性

针对一类同时带有执行器故障,未知非线性动态和非匹配干扰的多智能体系统,本文提出一种新的自适应容错控制方案.首先,设计一种适用于有向切换拓扑的完全分布式观测器估计领导者的信息,将一致性问题转化为局部的信号跟踪问题.其次,拆解转化后的误差系统为两个耦合的子系统,实现非匹配干扰与匹配因子分离.然后,利用径向基神经网络近似非线...     

执行器饱和多智能体系统的自适应学习一致性算法

针对一类受到执行器饱和高阶多智能体系统在有限时间区间[0,T]上的精确一致性问题,利用自适应迭代学习控制的方法,设计了具有全饱和差分型自适应更新律的时变增益.通过构造适当的复合能量函数,严格证明了一致性误差向量随着迭代次数趋于无穷而一致趋于零,得到了不依赖于网络通信拓扑矩阵特征值的自适应学习一致性算法.最后,给出一个仿真例子,仿真结果说明了所提算法的有效性.     

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.     

事件触发脉冲控制的多智能体系统分群一致性

针对多智能体系统的群一致性问题,提出了基于事件触发脉冲控制协议.考虑到系统网络的分群结构,在模型中引入一个非零投影参数,该参数的不同特殊取值可以涵盖多智能体系统完全一致性和竞争与合作分群一致性等情形.协议为不同的群设计了相应的事件触发函数,每个群的智能体只有在相关状态误差超过阈值时,才会更新控制器,控制输入也仅在事件触发脉冲时刻执行,智能体之间不需要持续通信.利用代数图论、李亚普诺夫稳定性和脉冲微分方程理论方法,分析给出多智能体系统在事件触发脉冲协议下达到群一致性的充分条件,且理论证明不存在芝诺现象.最后,数值仿真验证了理论结果的有效性.     

多智能体一致性协议可视化仿真平台的研究

设计实现了一种通用的大规模多智能体一致性协议可视化仿真平台,介绍了平台的体系结构、工作流程、详细设计与实现,最后以舆论传播为例给出了仿真平台的测试与结果分析;提出了进行系统总体性能分析所需的性能指标,给出了具体定义,从而实现了对多智能体系统性能的分析和评价。仿真平台通过设置系统主要参数和加载对应的一致性协议,能快速进行各种一致性模型的仿真验证,再现系统的演化过程,主要的设计方法是先进行系统环境的搭建,包括智能体、网络拓扑、任务目标、一致性协议等基本要素的设计,平台还能将系统演化过程进行图形化显示,并统计整个过程所消耗的资源的信息。     

基于观测器的多智能体系统一致性控制与故障检测

针对一类受到未知干扰的非线性多智能体系统,提出了一种鲁棒一致性控制与故障检测算法.首先,针对每个智能体系统设计了一个未知输入非线性观测器.然后,基于观测器的状态估计信息,设计了鲁棒一致性控制协议.控制协议保证了给定的干扰抑制性能指标.接着,考虑智能体出现故障的情形,采用自适应阈值法,提出了一种分布式故障检测算法.最后,以多个直流电机驱动的单摆系统为例进行了仿真实验,仿真结果表明了一致性控制与故障检测算法的有效性.     

带有输入饱和的非线性系统双边一致性研究

针对有向领从图下非线性多智能体系统带有输入饱和的双边一致性问题,提出完全分布式自适应协议。该协议的设计中引入了一个补偿观测器,利用多层饱和控制算法成功克服了输入饱和非线性的影响,此外,通过引入自适应控制增益,避免了对全局拓扑连通度信息的需求,使得所设计的双边一致性协议仅需要邻居智能体的相对状态信息,实现了控制协议的完全分布式无需任何全局信息。最后,通过数值仿真验证了抗饱和一致性控制协议的有效性。     

带有通信时滞的二阶多智能体系统一致问题

针对具有双向等时延的二阶无向通信拓扑系统,采用带有通信时滞的线性一致控制率协议,分析了使系统稳定的条件。由于系统的阶次较高,直接对其特征方程进行分析是比较困难的,提出了一种新的分析方法,把系统的特征方程分解为多个子系统的乘积,然后利用CTCR方法,求得每个子系统对应的时滞最大值,比较后得出使系统达到一致稳定的最大时滞,作出了控制率边界曲线图并标出了稳定区域。结果表明,在有向生成树的情况下,当时滞小于决策值时,系统能达到稳定。最后,数值仿真验证了所得结果的有效性。     

具有时滞的混合阶多智能体系统的组一致性

针对由离散时间一阶和二阶智能体组成的混合阶多智能体系统,研究其在固定和切换拓扑结构下受通信时滞影响时的组一致性问题。分别为两类智能体提出组一致性协议,引入模型变换,将闭环系统转化为等价系统。在一定假设条件下,以代数图论、矩阵理论为主要研究工具,分别在固定和切换拓扑结构下给出了混合阶多智能体系统实现渐近组一致性的条件。采用数值仿真对所得结果的有效性进行了验证。     

复杂分数阶多自主体系统的运动一致性

复杂环境中,许多自然现象的动力学特性不能应用整数阶方程描述,而只能用分数阶（非整数阶）动力学的智能个体合作行为来解释. 本文假设多自主体 系统存在个体差异,采用不同的分数阶动力学特性组成复杂分数混合阶微分方程. 应用分数阶系统的Laplace变换和频域理论,研究了有向网络拓扑下,时延分数混合阶多自主体系统的运动一致性. 由于整数阶系统是分数阶系统的特殊情况,本文的结论可以推广到整数阶与分数阶混合的多自主体系统中. 最后,应用仿真实例对本文结论进行了验证.     

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.     

端口受控哈密顿多智能体系统的输出一致性协议设计

研究了端口受控哈密顿（PCH）多智能体系统分别在固定和切换拓扑下的输出一致性问题. 首先根据哈密顿系统特有的优势,运用能量整形思路设计了一个全局稳定的群组输出一致性协议,该协议通过构造虚拟邻居的方式将有向图转化成无向图. 其次通过利用推广的LaSalle's不变原理将切换拓扑的问题转化成切换系统来研究. 例子证明,本文很好的解决端口受控哈密顿（PCH）多智能体系统的输出一致性问题.     

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.     

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。     

带虚拟领导者的多智能体系统的非光滑一致性

研究了在限制交互范围条件下具有一个虚拟领导者的二阶多智能体系统的一致性问题。假设多智能体系统中所有智能体均可以接收到领导者的信息，而智能体之间只有距离在一定范围内才可以进行相互通信。在相对状态反馈的线性一致性协议下，通过李雅普诺夫法，证明了该多智能体系统二阶一致性的充分条件。接着通过仿真实例验证了理论结果，并对该算法作出了总结。     

多智能体系统的非震颤固定时间一致性

研究了多智能体系统的非震颤固定时间一致性问题。基于李雅普诺夫稳定性理论,导出了实现固定时间一致性的充分条件,其中到达一致时间的上界估计不再依赖于多智能体系统的初始状态条件。此外,与传统含有符号函数的有限时间和固定时间控制器不同的是,所提出的新颖控制方案是非震颤的,有利于多智能体系统的一致性性能表征。最后,用一个数值例子验证了理论分析结果的有效性和可行性。     

基于事件触发二阶多智能体系统的固定时间比例一致性

研究了在无向拓扑下, 由多个子群组成的二阶多智能体系统的固定时间比例一致性问题, 采用反推法设计了一种基于事件触发的固定时间非线性比例一致控制策略, 该策略包含分段式事件触发函数: 当智能体在追踪虚拟速度时, 给出了基于速度信息的触发条件; 当智能体速度与虚拟速度达到一致时, 切换至基于位置信息的触发条件, 可有效减少系统能量耗散及控制器更新频次. 通过在位置和速度状态上设置比例参数, 在固定时间内可实现不同子群智能体之间的比例一致. 利用代数图论、线性矩阵不等式以及Lyapunov稳定性理论, 证明在该控制策略下, 二阶多智能体系统能实现固定时间比例一致性, 且不存在Zeno行为. 最后, 仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.