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...     

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.     

组合连通拓扑下基于事件触发的多智能体快速一致性算法

针对组合连通拓扑下多智能体系统控制过程中存在通信和计算资源损耗大以及系统收敛速度慢等问题,提出一种新的具有状态预测器的事件触发一致性控制协议,通过设计状态预测器使每个智能体都能对其邻居智能体的未来状态作出预测;同时,对于智能个体给出了基于状态信息的事件触发条件,当状态误差满足该条件才触发事件.在该控制策略下多智能体系统可在节约通信和计算资源的同时具有更快的收敛速度.利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,证明了所提事件触发控制策略能够有效实现组合连通拓扑结构下的平均一致性,且不存在Zeno行为.仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.     

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.     

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.     

基于事件触发机制的多智能体网络平均一致性研究

文章研究了事件触发机制下具有固定和切换拓扑结构的多智能体网络的平均一致性问题。为了有效降低多智能体一致性控制协议的更新次数,文章提出了仅依赖于各智能体及其邻居节点信息的分布式事件触发机制。为了使多智能体网络渐近收敛至初始平均状态,文章提出了基于事件触发机制的多智能体平均一致性协议。然后,文章建立了事件触发机制下的闭环系统模型,并分别获得了固定和切换拓扑结构下多智能体网络平均一致收敛的充分条件。仿真表明,基于事件触发机制的平均一致性协议保证了多智能体网络的平均一致性,并且分布式事件触发机制有效降低了多智能体一致性协议更新次数。     

基于事件触发的三阶多智能体系统一致性控制

针对多智能体间信息通信量大的问题,提出一种事件触发控制策略来研究了三阶多智能体系统在有向固定拓扑下的一致性问题.首先,基于定义的位置、速度和加速度的测量误差,设计了一种新颖的事件触发控制机制.然后,采用矩阵理论和模型变换思想对系统进行了分析和转换,利用Lyapunov理论给出了系统达到一致性的充分条件,且确保了Zeno...     

事件触发控制下二阶多智能体的量化一致性

针对多智能体系统网络通信过程中信息需要量化的情况,研究了二阶多智能体系统在事件触发控制下的量化一致性。基于事件触发控制策略,提出一致性协议,并采用对数量化器对控制输入进行量化处理。利用Lyapunov稳定性理论,对系统进行一致性分析,得到了多智能体系统渐近趋于一致的充分条件。仿真结果说明了理论分析的有效性。     

动态事件触发机制下二阶多智能体系统完全分布式控制

本文研究了无向通信拓扑下二阶多智能体系统的一致性问题, 分别针对有领导者和无领导者的情形, 设计 了一类基于辅助动态变量的完全分布式事件触发控制策略, 该策略具有参数较少且易调等特点. 智能体自身的触 发函数满足条件时才向邻居广播自身的状态信息, 有效避免了连续通信, 减少了系统能量耗散. 每个智能体的控制 协议和触发函数都只用到自身的状态和邻居触发时刻的状态, 不涉及邻居的实时状态信息, 也不依赖通信拓扑网络 的任何全局信息. 利用代数图论以及Lyapunov稳定性理论, 证明在所提出的控制策略下, 二阶多智能体系统能够实 现渐近一致性, 且不存在Zeno行为. 仿真示例进一步验证了理论结果的有效性.     

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.     

非仿射非线性多智能体系统迭代学习一致跟踪

为了解决非仿射非线性多智能体系统在给定时间区间上一致性完全跟踪问题,基于迭代学习控制方法设计一种分布式一致性跟踪控制算法.首先,由引入的虚拟领导者与所有跟随者组成多智能体系统的通信拓扑,其中虚拟领导者的作用是提供期望轨迹.然后,在只有部分跟随者能够获得领导者信息的条件下,利用每个跟随者及其邻居的跟踪误差构造每个跟随者的迭代学习一致性跟踪控制器.同时采用中值定理将非仿射非线性多智能体系统转化仿射形式,并基于压缩映射方法证明所提算法的收敛性,给出算法的收敛条件.理论分析表明,在智能体的非线性函数未知情况下,利用所提算法可以使非仿射非线性多智能体系统在给定时间区间上随迭代次数增加逐次实现一致性完全跟踪.最后,通过仿真算例进一步验证所提算法的有效性.     

带有不连续动力学的非线性多智能体系统固定时间一致性EI北大核心CSCD

本文研究了一类带有不连续动力学和有界扰动的非线性多智能体系统领导跟随固定时间一致性问题.首先,在不对称的有向拓扑图下,本文设计了一种辅助信号,该辅助信号用于观测领导者状态,且该辅助信号不在通信信道中传输,可以有效地减少系统计算代价.随后,基于辅助信号,本文设计了一种不连续控制协议,以实现多智能体系统固定时间收敛.然后,利用非光滑分析、Lyapunov稳定性理论及代数图论等证明系统可在任意初始状态下达到固定时间一致.最后,仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.     

Fixed-time Consensus Tracking for Second-order Leader-follower Multi-agent Systems with Nonlinear Dynamics Under Directed Topology

In this paper, we address the fixed-time consensus tracking problem of second-order leader-follower multi-agent systems with nonlinear dynamics under directed topology. The consensus tracking algorithm consists of distributed observer and observer-based decentralized controller. The fixed-time distributed observer guarantees that each follower estimates the leader’s state under directed topology within a fixed time, where the upper bound of convergence time is independent on the initial conditions. The fixed-time decentralized controller makes each follower converge to the leader’s state in fixed time via tracking the distributed observer’s state and overcome the nonlinear dynamics without adding linear control terms. Finally, the numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the results.

     

Finite-time and fixed-time leader-following consensus for multi-agent systems with discontinuous inherent dynamics

This paper is concerned with finite-time and fixed-time consensus of multi-agent systems in a leader-following framework. Different from conventional leader-following tracking approaches where inherent dynamics satisfying the Lipschitz continuous condition is required, a more generalised case is investigated: discontinuous inherent dynamics. By nonsmooth techniques, a nonlinear protocol is first proposed to achieve the finite-time leader-following consensus. Then, based on fixed-time stability strategies, the fixed-time leader-following consensus problem is solved. An upper bound of settling time is obtained by using a new protocol, and such a bound is independent of initial states, thereby providing additional options for designers in practical scenarios where initial conditions are unavailable. Finally, numerical simulations are provided to demonstrate the effectiveness of the theoretical results.     

非线性随机多智能体系统的固定时间一致性

本文研究了在固定拓扑和切换拓扑下,非线性随机多智能体系统的固定时间一致性问题.首先针对固定拓扑,设计了一种非线性控制协议,利用随机Lyapunov稳定性理论和代数图论给出了实现固定时间一致性的充分条件和收敛时间的上界值,随后将结论推广至切换拓扑,设计的切换拓扑子图的并集只需要满足连通条件,即可实现固定时间一致,模型更具一般性.最后,两个仿真实例进一步验证了理论结果的有效性.     

Fixed-time consensus for multi-agent systems with discontinuous inherent dynamics over switching topology

This paper is concerned with the fixed-time consensus problem of multi-agent systems. Unlike conventional consensus-based investigations, where nonlinear inherent dynamics satisfying the Lipschitz continuous condition is assumed or simply no inherent dynamics is involved for each agent, we are dealing with a more general case: agents with discontinuous nonlinear inherent dynamics. By using non-smooth analysis and fixed-time stability techniques, distributed protocols are proposed to achieve the fixed-time consensus over fixed and switching topology. Then, for a class of linear multi-agent systems, a new distributed controller is proposed to further reduce the calculation cost while achieving the agreement. A distinctive feature of the work is that the estimation of settling time for consensus is independent of initial states of agents, which provides flexibility for applications implemented in unknown environment. Finally, numerical simulations are given to demonstrate the effectiveness of the theoretical results.     

对抗网络下时滞非线性多智能体系统固定时间二分一致性

本文针对一类存在输入时延的非线性多智能体系统,研究了其在结构平衡的无向符号图下的固定时间二分一致性问题.首先,本文针对智能体间相互合作与相互竞争的关系,设计了一类存在输入时延的多智能体系统固定时间分布式一致性控制协议,使得系统状态在固定时间内收敛到数值相同但符号相反的两个值,且收敛时间上界与初始状态无关.随后,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论给出了在存在输入时延的情况下多智能体系统实现固定时间二分一致性的充分条件和收敛时间的上界值,证明了控制算法的稳定性.最后,仿真实例验证了所提固定时间二分一致性算法和理论结果的有效性.