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执行器饱和的多智能体一致性控制

航空学报 2020年第S01期41卷 110-118页

作者：郜晨何潇清华大学自动化系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心(BNRist) 北京100084

针对执行器饱和约束下的一类离散多智能体系统,设计了一种基于线性矩阵不等式的一致性控制律,并对线性矩阵不等式解的存在性进行了分析。由于饱和环节的影响,导致多智能体系统的一致性与个体的初始状态有关,不同的控制律所能允许的个体... 详细信息

针对执行器饱和约束下的一类离散多智能体系统,设计了一种基于线性矩阵不等式的一致性控制律,并对线性矩阵不等式解的存在性进行了分析。由于饱和环节的影响,导致多智能体系统的一致性与个体的初始状态有关,不同的控制律所能允许的个体之间的初始偏差的范围不同。为了定量分析控制律所对应的初始偏差范围,引入吸引域的概念对所设计的控制律进行评估,并对控制律参数进行优化以扩大吸引域的范围。最后,通过数值仿真说明了所设计控制律的有效性。

关键词：多智能体执行器饱和吸引域一致性控制离散系统

浅谈获证企业如何实现CCC认证产品的一致性控制

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轻工标准与质量 2024年第3期 53-54,61页

作者：纪悦张爱静许莹谢荣婕北京中轻联认证中心有限公司北京100102

从CCC认证产品一致性控制的意义出发,剖析产品一致性控制的风险因素,并简要探讨分析企业对于产品一致性控制管理应采取的手段与方法,以此来为获证企业对于CCC认证产品一致性的控制提供参考与帮助。

关键词：获证企业 CCC认证产品一致性控制

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自动驾驶车辆道路跟驰与状态一致性控制

中国科学：信息科学 2024年第2期54卷 394-412页

作者：郭胜辉罗世坚黄大荣宋家锋苏州科技大学电子与信息工程学院苏州215009 安徽大学人工智能学院合肥230601 清华大学苏州汽车研究院(相城) 苏州215134

针对含有未知输入和外部干扰的非线性自动驾驶车辆时变跟驰队列系统,研究系统部分状态可测情况下的车辆道路跟驰和状态一致性控制问题.基于车辆跟驰和二自由度动力学模型,得到含有外部干扰和未知输入的离散化状态方程,利用前导跟驰特性... 详细信息

针对含有未知输入和外部干扰的非线性自动驾驶车辆时变跟驰队列系统,研究系统部分状态可测情况下的车辆道路跟驰和状态一致性控制问题.基于车辆跟驰和二自由度动力学模型,得到含有外部干扰和未知输入的离散化状态方程,利用前导跟驰特性,得到自动驾驶车辆跟驰队列系统;利用比例积分状态观测器解决系统部分状态不可测问题,提出一种基于观测器实现含有未知输入和外部干扰的自动驾驶车辆状态一致性控制协议;将观测器估计效果和一致性控制问题转化为误差系统的稳定性问题,由此构造Lyapunov-Krasovkii函数,利用离散系统稳定性理论推导出一个充分条件;通过求解线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)得到跟驰系统的增益矩阵和参数矩阵,利用H_∞性能指标分析系统鲁棒性.仿真结果表明:所设计观测器能够估计未知输入、外部干扰和系统状态,并且基于观测器设计能够使自动驾驶车辆道路跟驰和状态达到一致.

关键词：智慧交通自动驾驶车辆道路跟驰多智能体系统一致性控制外部干扰

一种二阶多智能体系统的有限时间一致性控制方法

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一种二阶多智能体系统的有限时间一致性控制方法

基于一致性理论的直流微电网多电力弹簧分布式电压平稳控制方法

2022中国自动化大会

作者：苏冠群郑志强翁智高飞娜茜泰内蒙古大学电子信息工程学院

论文研究了二阶多智能体系统在外部有界扰动干扰下的有限时间一致性控制问题,即多智能体系统能在设定时间区间内收敛到固定值。在渐近一致性控制问题的基础上,通过构造有限时间控制协议,使得多智能体系统的位置和速度信息在有限时间内... 详细信息

论文研究了二阶多智能体系统在外部有界扰动干扰下的有限时间一致性控制问题,即多智能体系统能在设定时间区间内收敛到固定值。在渐近一致性控制问题的基础上,通过构造有限时间控制协议,使得多智能体系统的位置和速度信息在有限时间内收敛到平均状态,并证明了多智能体控制参数和收敛时间都与无向通信拓扑图的Laplace矩阵代数连通度有关。最后,通过数值仿真,验证了理论的正确性和有效性。

关键词：多智能体系统有限时间控制一致性控制

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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中国电机工程学报 2021年第21期41卷 7285-7303页

作者：薛花任春雷张晓雯王育飞上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网达州供电公司四川省达州市635000

针对直流微电网高比例可再生能源的功率波动和直流电力弹簧(DC electric spring,DCES)参数摄动对系统电能质量的影响,提出一种简单的多DCES分层控制策略,实现直流母线电压平稳与关键负载的可靠运行。下层控制设计基于DCES开关模态的模... 详细信息

针对直流微电网高比例可再生能源的功率波动和直流电力弹簧(DC electric spring,DCES)参数摄动对系统电能质量的影响,提出一种简单的多DCES分层控制策略,实现直流母线电压平稳与关键负载的可靠运行。下层控制设计基于DCES开关模态的模型预测方法(model predictive control,MPC),建立以快速跟踪电感电流期望轨迹为目标的系统评价函数,实现各段直流母线电压波动的快速平抑。上层控制采用一致性算法动态调节直流电压母线参考值,同时求取下层控制器所需的电流期望轨迹,仅需本地信息和相邻信息即可实现多DCES的协调控制和直流母线电压平稳控制,闭环控制系统的全局稳定性可由Lyapunov稳定性定理证明。基于MATLAB/Simulink的仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提出方法具有动态响应快、稳定性好、鲁棒性高的特点。

关键词：直流微电网多直流电力弹簧电压平稳一致性控制模型预测控制(MPC)

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面向目标跟踪的多四旋翼一致性编队控制方法

面向目标跟踪的多四旋翼一致性编队控制方法

作者：酒铭杨哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着无人设备的不断发展,四旋翼无人机在军事和民用任务中都得到了广泛应用。其中,对于地面目标的跟踪任务是目前四旋翼应用范围最为广泛的一个重要分支。尽管有不少学者对单四旋翼控制已经进行了诸多研究,但求解多个非线性子系统的复... 详细信息

随着无人设备的不断发展,四旋翼无人机在军事和民用任务中都得到了广泛应用。其中,对于地面目标的跟踪任务是目前四旋翼应用范围最为广泛的一个重要分支。尽管有不少学者对单四旋翼控制已经进行了诸多研究,但求解多个非线性子系统的复杂性对四旋翼的编队控制问题提出了严峻的挑战。同时,考虑到多四旋翼协同任务既要保持一定自主性又要满足一定的协调性,采用分布式控制并且保证一致性也是多四旋翼协同控制中的一个难点。因此,面向目标跟踪的多四旋翼编队控制方法在军事和民用两方面都具有着重要的研究价值。论文从多机对地目标状态估计和多机一致性编队跟踪两个方面,对面向地面运动目标跟踪的多四旋翼编队控制方法进行如下研究:首先,在多无人机对地目标状态估计中,目标的先验信息往往不能事先获取,目标发生随机机动时导致跟踪误差较大。针对上述问题,论文研究一种参数自适应的机动目标跟踪算法。让输出的误差反馈至当前统计模型中的机动频率参数,使其进行自适应更新。理论分析和仿真结果都表明,该算法提高了先验知识不足时的机动目标估计轨迹的精确度。其次,多四旋翼一致性编队跟踪中,针对四旋翼动力学的欠驱动性和耦合性对响应速度的制约问题,论文采用内外循环控制结构,研究了一种基于连续非奇异终端滑模的自适应控制算法(ACNTSMA)。该自适应算法主要从四旋翼控制系统中的两个角度进行改进:一是提出滑模面补偿算法,降低位置子系统中的变量耦合关系,提高了算法的精度和响应速度;二是提出将误差反馈给滑模参数的自适应算法,提高了算法的响应速度和收敛速度。并将该算法结合一致性理论,研究了一种全连通情况下的分布式一致性编队控制协议,给出了该方案的分布式控制率。该算法虽然是基于ACNTSMA提出的,但稳定性分析说明该一致性协议可以适用于所有具有有限时间稳定性并适用于二阶积分模型的滑模算法,并且该分布式一致性控制率具有更快的响应速度。最后,考虑实际应用中的拓扑往往是时变的,论文研究一种基于加权参数更新的时变拓扑下的一致性编队跟踪方案。首先在所提的全连通情形下的一致性协议基础上,对该协议进行改进,拓宽了该协议的适用范围,使其能够应用于非全连通情形下。并对协议中的一致性控制因子进行分析,给出一种随拓扑更新的计算公式,稳定性分析和仿真结果都表明,时变拓扑情形下论文算法也能在有限时间完成编队一阶一致性,并且具有更快的响应速度和更高的精度。

关键词：多四旋翼编队跟踪目标跟踪一致性控制有限时间滑模算法

单边Lipschitz系统的状态估计以及一致性控制设计研究

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单边Lipschitz系统的状态估计以及一致性控制设计研究

作者：杨明苏州大学

学位级别：硕士

实际绝大部分的物理系统都是非线性系统,且一般满足Lipschitz。目前,已经有很多文献通过状态重构的方法对此类非线性系统设计了观测器。然而,无法证明其在Lipschitz常数较大时的有效性。事实上,单边Lipschitz的性质也满足Lipschitz的性... 详细信息

实际绝大部分的物理系统都是非线性系统,且一般满足Lipschitz。目前,已经有很多文献通过状态重构的方法对此类非线性系统设计了观测器。然而,无法证明其在Lipschitz常数较大时的有效性。事实上,单边Lipschitz的性质也满足Lipschitz的性质,由此设计出来的观测器适用范围更广。对此,本课题主要针对单边Lipschitz系统展开研究,与以往工作不同,本课题所研究的单边Lipschitz系统中的非线性项仅满足单边Lipschitz而无需满足二次内有界。本课题设计了单边Lispchitz系统的状态估计方法,给出了单边Lipschitz多智能体一致性控制协议设计的方法,并利用SCILAB和MATLAB等软件平台进行了仿真验证。本课题主要的研究内容可以总结如下:1.单边Lipschitz系统的渐近观测器设计针对单边Lipschitz常数为负数的情况,将反馈引入到非线性项的估计中,提出了新的全维观测器存在的充分条件,降低了现有观测器设计方法的保守性。同时,通过结构分解的方法,在相同的假设条件下,设计了单边Lipschitz系统的降维观测器。2.单边Lipschitz系统的自适应观测器设计将自适应观测器应用到一类含有未知参数的单边Lipschitz系统,并将反馈引入到非线性项的估计中,从而提出了一种新型的全维自适应观测器。针对单边Lipschitz常数可以为负数的特性,给出了保守性更小的观测器存在的充分条件。同时,利用结构分解的方法,在相同的假设条件下,构造了实效性更高的降维观测器。3.单边Lipschitz系统的一致性控制协议设计本课题考虑了一类P单边Lipschitz多智能体系统,将单边Lipschitz扩展到P单边Lipschitz并将反馈控制引入非线性项中,利用拓扑图论和矩阵不等式,提出了无领航的一致性控制协议的设计方案。此外,针对P单边Lipschitz多智能体系统,本课题还考虑了领航跟随的问题,给出了对应的分布式一致性控制协议的设计方法。

关键词：单边Lischitz 状态估计自适应观测器 P单边Lipschitz 一致性控制

基于NCES的动态可重构制造系统关键路径的一致性控制

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基于NCES的动态可重构制造系统关键路径的一致性控制

作者：张彦培西安电子科技大学

学位级别：硕士

动态可重构制造系统（Dynamic Reconfigurable Manufacturing Systems,DRMSs）是一类可以根据生产需求变化,动态调整配置（即重构）的制造系统。这种系统由一个重构控制器和多个配置组成,其中每个配置是一个自治系统。借助于重构控制器... 详细信息

动态可重构制造系统（Dynamic Reconfigurable Manufacturing Systems,DRMSs）是一类可以根据生产需求变化,动态调整配置（即重构）的制造系统。这种系统由一个重构控制器和多个配置组成,其中每个配置是一个自治系统。借助于重构控制器,动态可重构制造系统能够在配置运行时实现动态切换。不同于传统的可重构制造系统,这种系统强调在线重构。具体而言,系统可以在保持正常操作的同时,将当前配置平稳地调整到目标配置。DRMS作为研究重构的工具,可将实际制造系统的加工工序抽象为模型中的一系列事件激发路径。其中的关键路径是系统全局控制规范。尽管可以为每个配置设计一个具有某些特定初始状态且遵守关键路径的局部控制规范,但关键路径不能由整个系统保证。这是由于重构可以发生在运行配置的任何可达状态,并且为目标配置分配新的初始值。如果系统在任意重构后仍然遵循全局控制规范,即重构后系统行为与关键路径一致,那么我们称系统满足关键路径的一致性需求。相反,如果系统行为与关键路径不一致,我们称系统违反一致性需求。本文从离散事件系统的角度研究动态可重构制造系统的关键路径控制问题。1).在变迁全部可控的条件下,本文提出了一种基于NCES（Net Condition/Event System）的一致性控制器的设计方法。为了形式化关键路径的一致性控制问题,本文分析了DRMS的一致性需求,即系统在可重构的状态下重构,关键路径一定不会改变。为了得到可重构状态,本文提出了一种构造可以识别关键路径的规范识别器的方法。另外,本文借助于规范识别器,研究了一致性控制器的设计方法。2).在部分变迁不可控的条件下,本文提出了一种由最大可控子语言生成的部分不可控的一致性控制器（Partially Uncontrollable Consistency Controller,PUCC）的设计方法,同时研究了系统实际的全局控制规范,即关键路径语言。由于不可控变迁的存在,系统行为并非完全可控,但当给定全局控制规范后,由系统的最大可控行为,即可计算出最大可控子语言。借助最大可控子语言的识别器,本文提出了部分不可控的一致性控制器的设计方法。

关键词：动态可重构制造系统网条件/事件信号关键路径监督控制一致性控制

带有领导者的二阶多智能体系统的有限时间一致性控制

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带有领导者的二阶多智能体系统的有限时间一致性控制

作者：薛奇山西师范大学

学位级别：硕士

随着互联网技术、5G通信技术、大数据技术、云计算技术和人工智能技术的快速发展,使属于人工智能范畴的多智能体系统被广泛的应用到了海上护航、无人车队、足球机器人等领域。对多智能体系统进行控制就是要设计出合适的控制器将设计的... 详细信息

随着互联网技术、5G通信技术、大数据技术、云计算技术和人工智能技术的快速发展,使属于人工智能范畴的多智能体系统被广泛的应用到了海上护航、无人车队、足球机器人等领域。对多智能体系统进行控制就是要设计出合适的控制器将设计的控制器应用于多智能体系统,可以使多智能体系统实现预期的收敛状态。在拥有多个领导者的多智能体系统中,要实现对跟随者的有限时间包容一致性控制,首先可以通过设计包容控制器将多智能体系统中的跟随者在有限时间内收敛在领导者围成的凸包内,随后再设计合适的有限时间一致性控制器,并在多智能体系统中跟随者全部运动到领导者的凸包后,将包容控制器切换为有限时间一致性控制器,最终在有限时间内实现对跟随者的包容一致性控制。在拥有单个领导者的多智能体系统中,考虑到干扰和不确定性对多智能体系统的稳定性造成的影响,可以通过利用反步法和自适应参数方法,设计一种在控制过程中根据多智能体状态信息实时调整的有限时间一致性控制器,使多智能体系统中的跟随者对领导者实现有限时间一致性跟踪。本文的核心内容主要分为两个部分,第一部分首先基于分段函数方法设计了分段形式的控制器对具有多个领导者的多智能体系统进行了研究分析;第二部分基于自适应参数方法对含有单个领导者的多智能体系统进行了研究讨论,详细的研究工作如下:（1）针对含有多个领导者的多智能体系统的有限时间包容一致性控制问题进行了研究,分别设计了分段函数形式的包容一致性控制器,对速度信息可知和不可知的多智能体系统以及速度信息可知和不可知的不确定性多智能体系统实现了有限时间包容一致性控制,并通过齐次性有限时间稳定性定理分别证明了分段函数控制器能实现对跟随者的分段控制,在分段时刻前能实现对跟随者的有限时间包容控制,在分段时刻后能实现对跟随者的有限时间一致性控制。（2）针对带有单个领导者的二阶多智能体系统的有限时间一致性控制问题,考虑到干扰和不确定性对系统的一致性影响,通过利用反步法设计了新颖的一致性跟踪控制器,实现了对带有干扰的不确定性多智能体系统的有限时间一致性控制,但通过仿真实验发现控制器在控制过程中存在较大的峰值现象,随后引入了自适应参数方法对控制器进行了优化改进,并通过有限时间稳定性定理证明了二阶多智能体系统中的跟随者能够在有限时间内实现一致性收敛,也能在有限时间内跟踪到领导者。

关键词：有限时间包容控制不确定性自适应一致性控制