基于二阶邻居事件触发多智能体系统的一致性

针对多智能体系统的平均一致性问题,采用二阶邻居信息设计一致性协议以加速一致性收敛速度。同时,为了减少系统的通信次数,基于事件控制的方法被用于一致性协议的设计中。首先在固定拓扑网络下研究了多智能体系统利用二阶邻居信息来加速一致性收敛速度的问题,随后在切换拓扑网络下对类似问题进行了分析。最后,把该协议应用到数值仿真中,并与只利用一阶邻居信息的协议比较,仿真结果表明所设计的协议能够加快收敛速度。     

切换拓扑下多自主体系统的事件触发一致性控制

本文针对一阶非线性多自主体系统,考察了切换拓扑下的事件触发一致性控制问题.当切换拓扑子图的并图包含有向生成树时,基于一阶保持器提出了一种分布式事件触发一致性算法,用以降低网络的通信负载.运用迭代法和不等式法,得到了多自主体系统达到有界一致性的充分条件.此外,证明了所提事件触发机制不存在Zeno现象,并得到了触发间隔的正下界.最后,给出仿真实例,验证了所提事件触发一致性算法和理论分析结果的有效性.     

一种基于切换拓扑和事件触发机制的一致性协议

研究了一种新的基于切换拓扑的事件触发一致性协议,该协议设计了两个事件触发器,包括智能体状态演化引发的收敛事件触发器和拓扑变化引发的拓扑事件触发器,并给出了与事件触发器有关的公共Lyapunov函数的稳定性分析和理论证明,还设计了一种基于约束集的网络连通算法,用于提高网络的连通性。仿真实验结果表明,新的协议能够使得系统收敛一致,有效降低智能体控制器的更新频率,减少系统能耗,提升网络的连通效果,能为事件触发控制的后续研究提供理论支撑。     

积分事件触发策略下的线性多智能体系统领导跟随一致性

研究有向切换拓扑下线性多智能体系统的事件触发一致跟踪问题.大多数已有的工作研究了固定拓扑下的事件触发控制,然而,当智能体间联系随时间发生改变或通信拓扑随时间发生变化时,该控制策略失效.鉴于此,在考虑切换拓扑的基础上提出一种基于积分型事件触发的控制策略.首先,当拓扑图包含一棵生成树且领导者是根节点时,利用Lyapunov稳定性理论、代数图论和矩阵变换,基于积分型事件触发控制协议,在切换拓扑下多智能体系统达到领导跟随一致性;然后,当存在多个领导者时,基于设计的触发机制在切换拓扑下多智能体系统实现包含控制,上述两种情况下闭环系统均不存在Zeno现象;最后,通过仿真结果验证控制策略的有效性.     

基于事件触发的二阶多智能体领导跟随一致性

研究二阶多智能体系统在固定有向拓扑下的领导跟随一致性问题.为了节省网络和计算资源,给出一种基于事件触发控制的一致性算法.针对每个跟随者智能体,设计基于状态误差形式的触发函数,只有当状态误差满足一定条件,即触发函数取值为零时智能体才触发事件,同时更新并传递自身的采样信息,在两个相邻事件触发时刻之间,控制输入只受领导者控制信号的影响.利用模型变换、矩阵理论和Lyapunov稳定性理论给出多智能体系统达到领导跟随一致性的充分条件.仿真结果验证了理论方案的可行性和有效性.     

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.     

基于间歇事件触发控制二阶多智能体网络的一致性*

针对二阶多智能体网络在无向连通拓扑结构下的间歇控制一致性问题,引入了合适的事件触发控制算法,该算法能够有效的减少控制器的更新次数。同时,模型中的每个智能体具有非线性项,使得多智能体网络更为实际。采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,对网络进行了一致性分析,给出了事件触发控制算法下二阶多智能体网络趋于一致的充分条件,得到了网络通讯间隔的要求,并排除了Zeno现象。最后,数值仿真结果进一步验证了理论分析的正确性。     

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.     

离散时间混合多智能体的拟平均一致性控制

为了研究混合一阶和二阶异质无向多智能体网络离散时间一致性问题,提出了固定和可变拓扑结构的多智能体网络的拟平均一致性协议.根据Lyapunov函数和代数图论,分析了多智能体网络的稳定性,表明在固定和可变拓扑结构的情况下,混合阶多智能体系统可以达到拟平均一致.对6个节点组成的4种不同的无向网络拓扑结构进行了仿真,结果显示了变拓扑离散时间异质多智能体网络的位置和速度均能达到拟平均一致.仿真结果表明,该算法对混合阶多智能体网络的拟平均一致性控制有效.     

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...     

事件触发控制多智能体网络点对点一致性

针对具有领导层与跟随者层的多智能体网络点对点的一致性问题进行了研究。为了有效降低多智能体一致性控制协议的更新频率,同时为避免芝诺现象的产生,采用了周期采样与事件触发控制相结合的方案,实现了多智能体网络的点对点一致性。进一步,根据李雅普诺夫稳定性理论,通过建立线性矩阵不等式,给出了领导层与跟随者层网络达到点对点一致性的充分条件。最后,数值仿真进一步验证了理论结果的有效性。     

Asynchronous decentralised event-triggered control of multi-agent systems

In this paper, the consensus problem of first-order multi-agent systems under linear asynchronous decentralised event-triggered control is investigated. Both undirected and directed topologies are considered. In the analysis, the closed-loop multi-agent systems with the event-triggered control are modelled as switched systems. After proposing the decentralised event-triggered consensus protocols, decentralised state-dependent event conditions are derived, which act as switching signals. The consensus analyses are performed based on graph theory and stability results of switched systems. Under the event-triggered control schemes presented, consensus is reached with enlarged sampling periods and no Zeno behaviour. Simulation examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed theoretical results.     

分布式事件触发多自主体领导跟随一致性研究

为了提高系统的通信效率和能源利用率,减少多自主体系统硬件资源的浪费,提出了只需要自主体自身及其最近邻居节点信息的分布式事件触发控制算法。研究了带有动态领导者的二阶多自主体系统领导跟随一致性问题。应用矩阵论和现代控制理论研究了在分布式事件触发机制下的二阶系统,得到了基于事件触发机制的多自主体系统协同运动的收敛条件。通过理论分析与计算表明,在此控制协议下不会存在芝诺行为,并且多自主体系统可以实现领导跟随一致性。最后,应用计算机仿真验证了本文所提控制协议的可靠性。     

网络攻击下多智能体系统动态事件触发一致性

研究网络攻击下一般线性多智能体系统的动态事件触发一致性问题.考虑多智能体系统在受到网络攻击后,被攻击节点的状态会改变,导致与其相应的连接无法工作,设计修复策略恢复被攻击节点及其相应的连接,给出网络攻击下分布式事件触发控制协议.在静态事件触发机制基础上,通过引入动态阈值参数,提出动态事件触发机制.进一步,利用图论、线性矩阵不等式和李雅普诺夫函数方法,给出网络攻击下实现多智能体系统一致性的充分条件,并证明在所提出的动态事件触发条件下,能够有效避免芝诺行为.最后,通过仿真例子来验证理论结果的有效性.     

网络环境下固定拓扑的多电机领航跟随控制

基于多智能体一致性理论,从领航跟随控制的角度解决网络环境下多电机的同步控制问题,其中考虑了网络时延对同步控制的影响。每个电机均被视为一个智能体,且每个智能体能且只能得到其邻域的输出测量信息,在此条件下,研究了在有向固定网络拓扑情况下多电机系统的同步控制问题。为了解决网络时延对电机同步控制的影响,提出了一种带有分布式观测器的时延一致性控制协议,应用 Lyapunov稳定性理论证明了若单个电机是能观能控的,只要网络连接满足简单的拓扑结构,则多电机系统能够达到领航跟随一致性。最后通过仿真实验验证了该方法的正确性和有效性。     

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.     

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.     

Distributed consensus of heterogeneous multi-agent systems with fixed and switching topologies

In this article, we study distributed consensus of heterogeneous multi-agent systems with fixed and switching topologies. The analysis is based on graph theory and nonnegative matrix theory. We propose two kinds of consensus protocols based on the consensus protocol of first-order and second-order multi-agent systems. Some necessary and sufficient conditions that the heterogeneous multi-agent system solves the consensus problems under different consensus protocols are presented with fixed topology. We also give some sufficient conditions for consensus of the heterogeneous multi-agent system with switching topology. Simulation examples are provided to demonstrate the effectiveness of the theoretical results.