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基于鞍点法的自适应分布式资源分配算法

控制与决策 2023年第7期38卷 2042-2048页

作者：时侠圣徐磊杨涛中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004

研究一类带有不等式约束为凸函数的多智能体系统分布式资源分配问题.在资源分配问题中,各智能体拥有仅自身可知的局部成本函数和局部凸不等式约束.分布式资源分配旨在如何利用智能体间的信息交互设计一种分布式优化算法,完成定量资源分... 详细信息

研究一类带有不等式约束为凸函数的多智能体系统分布式资源分配问题.在资源分配问题中,各智能体拥有仅自身可知的局部成本函数和局部凸不等式约束.分布式资源分配旨在如何利用智能体间的信息交互设计一种分布式优化算法,完成定量资源分配的同时还保证最小化全局成本函数.针对该问题,基于卡罗需-库恩-塔克条件和比例积分控制思想,首先提出一种自适应分布式优化算法,其中凸不等式约束的对偶变量可实现自适应获取;然后,为了降低系统的通信资源消耗,设计一种动态事件触发控制策略以实现离散时间通信的分布式资源分配算法;最后,通过数值仿真验证所设计算法的有效性.

关键词：分布式资源分配自适应控制事件触发不等式约束

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基于自适应精确罚函数的分布式资源分配算法

控制理论与应用 2022年第10期39卷 1937-1945页

作者：时侠圣徐磊杨涛中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

在多智能体系统中,分布式资源分配问题是近年来研究热点之一.分布式资源分配问题旨在通过智能体间信息交互实现资源最优配置.其中智能体局部约束给算法设计带来巨大挑战.首先,针对一阶多智能体系统,提出基于自适应精确罚函数的分布式资... 详细信息

在多智能体系统中,分布式资源分配问题是近年来研究热点之一.分布式资源分配问题旨在通过智能体间信息交互实现资源最优配置.其中智能体局部约束给算法设计带来巨大挑战.首先,针对一阶多智能体系统,提出基于自适应精确罚函数的分布式资源分配算法,其中各智能体利用距离函数实现局部约束求解.此外,自适应设计思想旨在避免算法对全局先验知识获取.其次,利用跟踪技术实现二阶多智能体系统算法设计.并利用凸函数和非光滑分析法给出严谨的收敛性分析.最后,仿真结果验证了本文所设计优化算法对强凸分布式资源分配问题的有效性.

关键词：分布式资源分配自适应距离函数非光滑分析

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基于固定时间的二阶智能体分布式优化算法

基于固定时间的二阶智能体分布式优化算法

2021年第五届全国集群智能与协同控制大会

作者：时侠圣林志赟中国矿业大学信息与控制工程学院南方科技大学电子与电气工程系

本文研究了有界扰动下二阶多智能系统的分布式凸优化问题。基于固定时间理论,提出一种在固定时间内收敛到最优解的算法。此外,为了防止智能体泄露局部成本函数的梯度信息,基于一定的全局信息,本文通过平均一致性在固定时间内利用跟踪技... 详细信息

本文研究了有界扰动下二阶多智能系统的分布式凸优化问题。基于固定时间理论,提出一种在固定时间内收敛到最优解的算法。此外,为了防止智能体泄露局部成本函数的梯度信息,基于一定的全局信息,本文通过平均一致性在固定时间内利用跟踪技术实现平均梯度信息的获取。进一步的,本文设计一种自适应算法以避免上述全局信息的假设。最后给出收敛性证明和仿真案例。

关键词：有界扰动固定时间二阶系统自适应控制

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二阶智能体的分布式非光滑资源分配算法

控制与决策 2023年第5期38卷 1336-1344页

作者：时侠圣孙佳月徐磊杨涛安徽大学人工智能学院合肥230601 大连理工大学工业装备智能控制与优化教育部重点实验室辽宁大连116024 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110004

分布式资源分配问题旨在满足局部约束下完成一定量资源分配的同时使全局成本函数最小.首先,针对无向连通网络下二阶积分器型线性智能体系统,结合Karush-Kuhn-Tucker条件,提出一种初始值任意的分布式优化算法,其中,全局等式约束对偶变量... 详细信息

分布式资源分配问题旨在满足局部约束下完成一定量资源分配的同时使全局成本函数最小.首先,针对无向连通网络下二阶积分器型线性智能体系统,结合Karush-Kuhn-Tucker条件,提出一种初始值任意的分布式优化算法,其中,全局等式约束对偶变量实现比例积分控制,局部凸函数不等式约束对偶变量实现自动获取.当全局成本函数为非光滑凸函数时,借助集值LaSalle不变性原理理论证明所提出算法渐近收敛到全局最优解.其次,将所提出算法推广至无向连通网络下参数未知的Euler-Lagrange多智能体系统.当全局成本函数为非光滑凸函数时,借助Barbalat引理理论证明所提出算法渐近收敛到全局最优解.最后,通过数值仿真验证了所提算法的有效性.

关键词：自适应初始值任意非光滑资源分配二阶系统

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扰动线性多智能体系统的分布式资源分配算法

中国科学：信息科学 2024年第4期54卷 911-926页

作者：时侠圣孙长银穆朝絮安徽大学自主无人系统技术教育部工程研究中心合肥230601 安徽大学安徽省无人系统与智能技术工程研究中心合肥230601 安徽大学人工智能学院合肥230601 天津大学电气与自动化信息工程学院天津300192

针对一般异构线性多智能体系统的分布式资源分配问题,结合智能体动力学特性设计一类分布式优化算法,旨在实现扰动抑制的同时完成资源的最优分配.面对扰动模型已知干扰信号,本文利用智能体状态信息设计一种自适应分布式优化算法,其中拉... 详细信息

针对一般异构线性多智能体系统的分布式资源分配问题,结合智能体动力学特性设计一类分布式优化算法,旨在实现扰动抑制的同时完成资源的最优分配.面对扰动模型已知干扰信号,本文利用智能体状态信息设计一种自适应分布式优化算法,其中拉格朗日(Lagrange)乘子对偶变量控制参数自动增加,直至拉格朗日乘子对偶变量达到一致.当智能体状态信息不可测时,本文将上述算法修改为基于输出反馈的分布式优化算法.当全局成本函数强凸时,借助拉萨尔(LaSalle)不变性引理证明上述所提算法渐近收敛到全局最优解.面对未知扰动信号,本文利用扩张状态观测器技术设计一种分布式优化算法.当未知扰动信号为常数或其微分趋于零时,利用李雅普诺夫(Lyapunov)理论证明上述算法渐近收敛至全局最优解.最后利用数值仿真验证上述算法有效.

关键词：异构多智能体系统资源分配自适应通信权重状态反馈输出反馈未知扰动

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雕刻机系统数据驱动建模与容错跟踪控制

控制与决策 2023年第9期38卷 2569-2577页

作者：董世建孟振时侠圣王雪松中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116

通过分析在速度控制运行模式的雕刻机系统输入角速度与输出位置之间的机理关系,将其系统利用一个积分因子和一个稳定传递函数相连接的模型进行模拟.通过引入微分滤波器对采样数据进行处理,将难以辨识的临界不稳定积分模型转换成易于辨... 详细信息

通过分析在速度控制运行模式的雕刻机系统输入角速度与输出位置之间的机理关系,将其系统利用一个积分因子和一个稳定传递函数相连接的模型进行模拟.通过引入微分滤波器对采样数据进行处理,将难以辨识的临界不稳定积分模型转换成易于辨识的稳定模型.提出一种能够精确估计带积分因子的递推最小二乘算法,并采用辅助变量法消除因滤波引起的有色噪声的影响.所提出算法可以确保在开环状态下对积分系统进行精确估计.针对多轴雕刻机运动控制系统,提出一种基于中间观测器的容错跟踪控制算法.针对与输入通道匹配的过程故障,设计基于故障估计值的容错控制反馈率以进行有效补偿;对于不匹配故障,通过调节中间观测器增益实现充分抑制.最后,通过与现有算法进行对比实验,验证了所提出算法的可行性和优越性.

关键词：雕刻机系统数据驱动建模微分滤波器过程故障容错控制

面向一般线性多智能体的固定时间分布式优化算法

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面向一般线性多智能体的固定时间分布式优化算法

2022中国自动化大会

作者：田茜陈曦时侠圣中国矿业大学信息与控制工程学院

随着信息物理系统技术发展,一般线性多智能体系统的分布式优化问题受到越来越多的关注.针对该问题,本文设计一种固定时间收敛的连续时间分布式优化算法.首先利用中间变量去估计智能体输出量.其次为减弱系统震颤效应,本文利用梯度跟踪法... 详细信息

随着信息物理系统技术发展,一般线性多智能体系统的分布式优化问题受到越来越多的关注.针对该问题,本文设计一种固定时间收敛的连续时间分布式优化算法.首先利用中间变量去估计智能体输出量.其次为减弱系统震颤效应,本文利用梯度跟踪法估计全局成本函数的梯度信息,并利用该信息驱动智能体收敛至最优值.最后通过理论分析和数值仿真共同验证所所设算法的有效性.

关键词：一般线性多智能体系统固定时间梯度跟踪

二阶多智能体系统的事件触发完全分布式优化算法

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二阶多智能体系统的事件触发完全分布式优化算法

2022中国自动化大会

作者：田茜段柯盈时侠圣中国矿业大学信息与控制工程学院

随着信息物理系统技术发展,二阶多智能体系统的分布式优化问题已收到越来越多关注.首先本文针对二阶多智能体系统的分布式优化问题设计一种新颖的优化算法,其中各智能体仅需与邻居智能体在一个执行周期内进行一次信息交互.其次,为降低... 详细信息

随着信息物理系统技术发展,二阶多智能体系统的分布式优化问题已收到越来越多关注.首先本文针对二阶多智能体系统的分布式优化问题设计一种新颖的优化算法,其中各智能体仅需与邻居智能体在一个执行周期内进行一次信息交互.其次,为降低智能体间通信负担,设计一种依赖于状态的动态事件触发机制,实现智能体间离散时间通信.并利用Lyapunov稳定性理论和LaSalle不变性原理对上述算法进行收敛性分析.最后提供一组数值仿真验证算法有效性.

关键词：二阶智能体分布式优化事件触发机制

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一种指定时间收敛的分布式资源分配算法

一种指定时间收敛的分布式资源分配算法

2022中国自动化大会

作者：田茜乔宇婷时侠圣中国矿业大学信息与控制工程学院

针对多智能体系统中的资源分配问题,利用多步规划方法,设计一种指定时间收敛的分布式优化算法.首先利用历史信息实现资源分配问题中等式约束一步收敛;其次利用多智能体系统一致性和梯度下降技术确保算法在指定时间收敛至资源分配问题最... 详细信息

针对多智能体系统中的资源分配问题,利用多步规划方法,设计一种指定时间收敛的分布式优化算法.首先利用历史信息实现资源分配问题中等式约束一步收敛;其次利用多智能体系统一致性和梯度下降技术确保算法在指定时间收敛至资源分配问题最优解.然后利用拉塞尔不变性原理给出算法收敛的充分条件.最后仿真结果表明算法可有效解决二阶导有界的资源分配问题.

关键词：资源分配指定时间梯度下降