具有非对称通信时滞和切换拓扑的高阶多智能体系统的一致性

研究具有切换有向拓扑和非对称时变时滞的高阶多智能体系统的一致性问题.通过引入正交线性变换和Lyapunov-Krasovskii泛函方法,依据线性矩阵不等式给出了系统解决一致性问题的充分条件以及可容许时变时滞的上界估计.其主要贡献是基于Lyapunov方程和代数不等式建立了协议参数的显性设计,该参数设计形式简单且易于计算,并保证了所给充分条件中线性矩阵不等式的可解性,使得高阶多智能体系统的一致性在切换有向拓扑下对非对称时变时滞是鲁棒的.     

马尔科夫切换拓扑下带有非一致时变时滞的多智能体系统的H_∞领导跟随一致性问题

研究马尔科夫切换拓扑下带有非一致时变时滞的多智能体系统的H_∞领导跟随一致性问题.通过一个模型变换,把原系统的领导跟随一致性问题转化为新的误差系统的均方稳定性问题.根据马尔科夫时滞系统的稳定性理论,以线性矩阵不等式的形式给出了多智能体系统实现领导跟随一致且具有给定的H_∞性能指标的充分条件.最后,仿真实例验证了理论结果的有效性.     

具有领导者的非线性分数阶多智能体系统的一致性分析

研究了利用非线性分数阶模型描述的具有领导者的多智能体系统的一致性问题.基于智能体之间的通讯拓扑图,设计了系统的控制协议和相应的控制增益矩阵.利用广义Gronwall不等式和分数阶微分方程的稳定性理论,得到了多智能体系统达到一致的充分条件.最后,数值仿真结果显示了理论结果的有效性.     

随机切换拓扑下具有区间时变时滞的二阶离散多智能体系统的均方包含控制

研究随机切换拓扑下具有区间时变时滞的二阶离散多智能体系统的均方包含控制问题.通过一个变量变换,把原系统的均方包含控制问题转化为新系统的均方稳定性问题.根据随机稳定性理论和线性矩阵不等式的方法,给出了多智能体系统解决均方包含控制的充分条件.最后,仿真实例验证了理论结果的有效性.     

高阶离散时间多智能体系统的量化一致性

研究高阶线性多智能体系统在有向量化链路信息拓扑下的一致性问题,首先提出了包含智能体自身与其邻居量化信息的线性一致性协议,其次利用提出的线性变换,将一致性问题转化为稳定性问题,基于稳定性理论,得到基于矩阵Schur稳定性的充要条件,并得到依赖于信息拓扑、系统动态和整个系统初始状态的一致性函数,最后,通过求解代数Riccati不等式,提出增益矩阵的设计过程.     

基于拓扑切换的异构多智能体系统协同输出调节

针对拓扑切换下的异构多智能体输出调节系统,考虑当系统中部分智能体无法获取到外部系统控制状态,且系统的拓扑图随时间变换的问题,设计了一种基于分布式输出反馈状态观测器的切换控制器,给出了拓扑切换下多智能体输出调节问题可解的充分条件,该条件与控制参数和通讯拓扑有关.基于图论和矩阵分析的方法,设计了李雅普诺夫函数,并证明了系统的镇定性.最后给出了系统的Matlab仿真实验,研究结果表明,在拓扑切换条件下多智能体的输出渐近跟踪并收敛到外部系统,所设计的控制器能解决动态切换下输出反馈输出调节问题.     

基于事件触发策略的多智能体系统的最优主-从一致性分析

研究了具有领导者的线性多智能体系统的主 从一致性问题.借助各智能体间的通讯拓扑所构成的无向图,提出一种基于事件触发的自适应动态规划方法,并使用神经网络的逼近性质设计出了近似最优控制.利用Lyapunov稳定性定理,分析了多智能体误差系统的稳定性,并找到一个该误差系统最终有界的充分条件.数值仿真结果进一步验证了理论分析的有效性.     

持续干扰下马尔科夫切换多智能体系统的均方一致性

文章针对带有持续干扰的连续线性多智能体系统,研究了其拓扑结构马尔科夫切换下的均方一致性问题.假设系统在每一时刻的拓扑结构是不连通的,但他们的联合拓扑是连通的.首先设计了一个控制协议,其由两部分组成,一部分是传统的控制协议,另一部分是对干扰的估计.然后,利用矩阵分析理论,随机理论和系统稳定性理论,得到了闭环系统实现一致的充分条件.最后,仿真结果验证了结论的有效性.     

具有马尔可夫切换的不确定离散多智能体系统的鲁棒最优一致性

针对不确定二阶离散多智能体系统,研究了其在马尔可夫切换拓扑结构下的鲁棒最优一致性问题.基于智能体的邻居信息设计了控制协议,使得多智能体系统在满足保代价性能指标下最终趋于一致.利用线性矩阵不等式理论以及Lyapunov方法,得到了系统实现均方一致所需要的条件,并且证明了所有智能体的状态最终收敛到其初始状态平均值.进一步,设计了一个保代价性能指标,研究了系统在满足该性能指标下的一致性问题,得到了系统实现均方一致的条件.最后,通过数值仿真实例验证了所得结论的有效性.     

异构多智能体系统的非凸输入约束一致性

本文主要研究了连续时间异构多智能体系统在输入受非凸约束下的一致性问题.基于每个智能体可以获得的局部信息,利用压缩算子为每个智能体设计了分布式控制器,该控制器可以保证每个智能体的控制输入被约束在相应的非凸约束集之中.通过一个线性变换,首先将闭环系统变为一个易于处理的等价系统.然后,利用Metzler矩阵理论,证明了若联合通信拓扑具有有向生成树,则异构多智能体系统可以在输入受非凸约束的条件下实现一致.最后,通过仿真实验验证了理论的正确性.     

基于二部图的多智能体系统加权分组一致性北大核心CSCD

针对拓扑结构为二部图的多智能体系统,设计了由当前状态和时延状态不同权重构成的控制算法,通过采用频域控制理论中广义Nyquist准则和Gerschgorin圆盘定理,给出了多智能体系统实现加权分组一致性的充分条件.提出多智能体时延最大上界与权重参数具有单调递减函数关系,为改进加权分组一致性的最大时延上界提供了可行方法.最后通过数值仿真验证了结论的正确性.     

基于二部图的多智能体系统加权分组一致性

针对拓扑结构为二部图的多智能体系统,设计了由当前状态和时延状态不同权重构成的控制算法,通过采用频域控制理论中广义Nyquist准则和Gerschgorin圆盘定理,给出了多智能体系统实现加权分组一致性的充分条件.提出多智能体时延最大上界与权重参数具有单调递减函数关系,为改进加权分组一致性的最大时延上界提供了可行方法.最后通过数值仿真验证了结论的正确性.     

多智能体系统的性能优化

探讨多智能体系统的性能优化及相关问题.多智能体系统性能优化问题是指给定性能评价指标,设计分布式协议或者在某类分布式协议下优化通信拓扑的边权重或设计通信拓扑图,使系统以最优的性能完成既定任务.按性能指标的评价对象,可将多智能体系统性能优化问题分为基于系统整体性能的优化和基于个体性能的优化.文章首先针对系统整体性能优化问题,分别介绍了多智能体系统的快速一致性问题和综合最优控制问题;并基于线性二次型最优控制理论,得到领航者——跟随者多智能体系统达到一致的最优拓扑是星拓扑.其次,对个体性能优化问题,介绍了利用博弈论研究这一问题的相关成果;并基于零和博弈,得到存在两个竞争性领航者的多智能体系统最优拓扑的判别条件.最后,对这一领域的未来发展趋势做出了一些展望.     

时滞切换神经网络系统的鲁棒指数稳定性

研究了具有时间滞后切换不确定细胞神经网络(UCNNs)系统的指数稳定性.利用同胚映射和M矩阵理论,得到UCNNs系统平衡点存在性,唯一性和指数稳定性的充分条件;利用平均驻留时间方法,研究了时滞切换UCNNs系统限制切换下的鲁棒指数稳定性,并得到确保系统全局指数稳定的充分条件.     

事件触发下多智能体系统规定时间二分一致性

针对线性合作竞争多智能体系统(MAS),考虑到可能受到的外部干扰,研究了系统基于事件触发机制的规定时间二分一致性控制问题.首先,设计干扰观测器估计系统受到的外部干扰,且针对每个智能体给出了事件触发条件,以减少智能体间的通信频率,节省有限的通信网络资源,同时证明避免了Zeno现象,其次,为了明确地预先分配稳定时间,结合干扰观测器的估计值,设计了一种合作和竞争并存拓扑结构的规定时间事件触发控制协议,以保证所有智能体在受到外部干扰的情况下仍然达到二分一致.最后,利用仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于平均理论的高阶线性多智能体系统在切换拓扑下的趋同控制问题综述

近年来,高阶线性多智能体系统的趋同控制引起了国内外学者极大的关注.目前这方面的研究主要集中在固定拓扑下的趋同控制,切换拓扑下的结论相对较少.平均理论作为天体力学和系统科学中研究时变系统稳定性的常用工具,最近被应用到切换拓扑下的多智能体系统趋同控制理论中.文章对基于平均理论的高阶线性多智能体系统在切换拓扑下的趋同控制问题进行综述.系统地介绍了切换拓扑下的线性多智能体系统的趋同能控性和趋同能观性,讨论趋同能控性和趋同能观性之间的对偶原则.在趋同能控性和趋同能观性的基础上,对各种趋同控制算法进行了总结,阐述了状态耦合型和输出耦合型趋同算法.     

驻留概率信息方法的离散切换系统H_∞滤波器设计

通过基于驻留概率信息的方法,研究了一类具有时变延迟离散切换系统的H_∞滤波器设计的问题.通过对切换系统在每个子系统的驻留概率信息加以利用,建立一种新型切换系统模型和滤波器模型.利用Lyapunov函数及线性矩阵不等式方法,给出切换系统的H_∞均方稳定的充分条件,然后得到H_∞滤波器增益.最后,通过仿真算例来验证文章所用方法的有效性.     

一类离散的时滞脉冲切换系统的H_∞二次稳定性

研究了一类离散的时滞脉冲切换系统的H_∞控制问题,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了离散脉冲切换系统具有性能指标γ的充分条件.     

一类切换线性系统的动态输出反馈H_∞控制:LMIs方法

研究一类由任意有限多个线性子系统组成的切换系统的动态输出反馈H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则.采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式(LMIs).最后给出一个数值仿真实例证明结论的有效性.     

具有随机不确定通讯连接和马氏切换拓扑的多自主体系统的鲁棒H∞领导跟踪一致性研究

文章研究了马氏切换拓扑下多自主体系统的鲁棒H∞领导跟踪一致性问题.由于通讯环境中难以预知的变化,自主体之间的通讯连接可能具有随机的不确定成分,文章用伯努利分布序列来描述这种随机不确定性.同时,在很多实际系统中,想精准获得马氏跳变过程的转移率矩阵中的元素是不容易的,或者获取成本很高,因此文章中马氏切换拓扑的转移率是假定为...