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切换拓扑下多智能体的动态事件触发固定时间一致性控制

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控制理论与应用 2023年

作者：王加朋杨家宁罗家祥钱伟杨金显河南理工大学电气工程与自动化学院华南理工大学自动化科学与工程学院河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室

对切换拓扑下含扰动的非线性多智能体系统,提出了一种新的动态事件触发实际固定时间平均一致性控制方法,该方法触发次数更少,收敛速度更快.通过设计辅助动态变量及其动态方程,基于动态变量的幂次项建立了新的动态触发机制,该机制减少了... 详细信息

对切换拓扑下含扰动的非线性多智能体系统,提出了一种新的动态事件触发实际固定时间平均一致性控制方法,该方法触发次数更少,收敛速度更快.通过设计辅助动态变量及其动态方程,基于动态变量的幂次项建立了新的动态触发机制,该机制减少了触发次数.采用共同李雅普诺夫函数证明了所提方法可以保证多智能体系统在任意切换拓扑下实现实际固定时间平均一致性,收敛时间上界可通过调节控制参数设定且不依赖于初始状态.通过设计含双曲正切函数的测量误差,证明所提方法不存在Zeno行为.最后,通过实验仿真验证了算法的有效性.

关键词：动态事件触发控制固定时间一致性非线性多智能体系统切换拓扑

动态事件触发机制下二阶多智能体系统完全分布式控制

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控制理论与应用 2023年

作者：邓甲王付永刘忠信陈增强南开大学人工智能学院南开大学智能机器人技术重点实验室

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... 详细信息

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.

关键词：多智能体系统一致性动态事件触发控制完全分布式控制

动态事件触发机制下二阶多智能体系统完全分布式控制

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控制理论与应用 2024年第1期41卷 11-20页

作者：邓甲王付永刘忠信陈增强南开大学人工智能学院天津300350 南开大学智能机器人技术重点实验室天津300350

关键词：多智能体系统一致性动态事件触发控制完全分布式控制

基于动态事件触发的直流微电网分布式控制及稳定性分析

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基于动态事件触发的直流微电网分布式控制及稳定性分析

作者：张月哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着风电、光伏板、燃料电池等可再生能源集成电网的需求日益增长,微电网被认为是一种极具应用前景的解决方案,受到广泛的欢迎。微电网通常由常规发电机、可再生能源、储能系统和负载组成。根据耦合总线的类型,可以将微电网分为交流微... 详细信息

随着风电、光伏板、燃料电池等可再生能源集成电网的需求日益增长,微电网被认为是一种极具应用前景的解决方案,受到广泛的欢迎。微电网通常由常规发电机、可再生能源、储能系统和负载组成。根据耦合总线的类型,可以将微电网分为交流微电网、直流微电网和交-直流混合微电网。近年来,直流微电网以其高效、可靠、可扩展性得到了越来越多的关注。确保精确的电流分配和电压恢复是直流微电网的主要控制目标。为了实现这两个控制目标,目前广泛采用分布式分层控制,主要包括一次控制和二次控制。一次控制通常采用下垂控制,会导致直流母线电压出现偏差,因此进行二次控制来改善。本课题针对孤岛直流微电网,对分布式二次控制进行设计,以实现控制目标。直流微电网分布式二次控制多以一致性算法为基础,因此本课题对分布式一致性控制进行了研究和分析。一次控制通过下垂控制以分散式方式完成分布式电源间的初步功率分配。然而,因为不同的线路阻抗分布和下垂增益,直流母线电压会偏离其标称值。为了实现电压调节,二次控制采用动态一致性算法用于通信策略,对电压和电流迭代收敛到平均值以得到电压补偿。为了在满足控制目标的基础上进一步提高通讯效率,本文对直流微电网分布式二次控制进行了进一步的研究和改进。首先,采用基于牵制控制的分布式二次控制有选择地对系统中的一个分布式电源施加直流母线电压反馈,实现电压补偿。在此基础上,采用静态事件触发控制,设置静态触发条件,只需依赖有限的非周期通信,有效降低了系统的通信成本。在静态触发条件的基础上附加辅助内部动态变量实现动态事件触发控制的设计,从而使触发机制进行动态调整,更为显著的降低了系统的通讯负担。通过基于李雅普诺夫函数的方法对所提出的分布式控制策略进行稳定性分析,得到控制参数满足稳定性的充分条件。并证明了两种事件触发控制在适当的事件触发条件下可以排除Zeno行为。最后分析了系统控制参数的选择准则。在MATLAB/Simulink环境下搭建了孤岛直流微电网测试系统,验证了几种控制方法的有效性,并对控制特性进行仿真分析。通过仿真结果对比,得出了所提出的基于动态触发的分布式控制在通信效率方面具有显著优势。

关键词：直流微电网分布式控制一致性算法牵制控制静态事件触发控制动态事件触发控制

切换拓扑下动态事件触发多智能体系统固定时间一致性

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自动化学报 2023年第6期49卷 1295-1305页

作者：孙梦薇任璐刘剑孙长银安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 安徽大学人工智能学院合肥230601 东南大学自动化学院南京210018

针对有扰动的一阶非线性多智能体系统在切换拓扑下的实际固定时间平均一致性问题,提出了基于动态事件触发机制的固定时间一致性协议.该一致性协议在节约更多资源的情况下,使多智能体系统以更快的速度达到一致.相对于有限时间一致性控制... 详细信息

针对有扰动的一阶非线性多智能体系统在切换拓扑下的实际固定时间平均一致性问题,提出了基于动态事件触发机制的固定时间一致性协议.该一致性协议在节约更多资源的情况下,使多智能体系统以更快的速度达到一致.相对于有限时间一致性控制算法,固定时间一致性控制算法的收敛时间不依赖于初始状态,并且可以通过选择合适的控制器参数设定相应的收敛时间上界.通过设计一个包含双曲正切函数的测量误差,证明系统不存在Zeno行为.由于内部动态变量的引入,大量不必要的触发被取消,从而节省能量损耗.最后,通过仿真实验验证算法的可行性和有效性.

关键词：多智能体系统固定时间一致性动态事件触发控制切换拓扑

时滞和干扰下多智能体系统动态事件触发固定时间一致性

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控制理论与应用 2023年

作者：宁小刚李宗刚陈引娟杜亚江兰州交通大学机电工程学院兰州交通大学机器人研究所

针对具有输入时滞、未知干扰和切换拓扑的一阶多智能体系统,设计了基于个体的分布式控制器.在两种不同动态事件触发控制协议下,分别给出了系统可解实际固定时间平均一致性问题的充分性条件,且系统均不存在Zeno行为.其中,所提连续通信动... 详细信息

针对具有输入时滞、未知干扰和切换拓扑的一阶多智能体系统,设计了基于个体的分布式控制器.在两种不同动态事件触发控制协议下,分别给出了系统可解实际固定时间平均一致性问题的充分性条件,且系统均不存在Zeno行为.其中,所提连续通信动态事件触发控制协议通过引入内部动态变量,使得触发条件能够实时变化,显著减少了个体触发的次数,降低了控制器更新频次和系统整体能耗;所提间歇通信动态事件触发控制协议仅需利用触发时刻的邻居信息,以及对内部动态变量的估计值,避免了个体间的连续通信,有效减少了系统的通信负担,节省了通信资源.数值仿真结果验证了所提控制协议的有效性.

关键词：多智能体系统动态事件触发控制固定时间一致性切换拓扑输入时滞未知干扰

一般线性多智能体系统的自适应动态事件触发二分一致性

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控制工程 2023年

作者：宋文杰刘开恩纪志坚崔秋燕青岛大学数学与统计学院青岛大学自动化学院

针对一般线性多智能体系统，提出一种分布式自适应动态事件触发控制协议。对每一个智能体，设计相应的自适应控制输入和动态事件触发函数。在结构平衡的拓扑网络下，给出了保证系统二分一致性成立的充分条件，证明了每个自适应耦合权值... 详细信息

针对一般线性多智能体系统，提出一种分布式自适应动态事件触发控制协议。对每一个智能体，设计相应的自适应控制输入和动态事件触发函数。在结构平衡的拓扑网络下，给出了保证系统二分一致性成立的充分条件，证明了每个自适应耦合权值均收敛到某个有限的稳态值。进一步，用反证法证明了在所给条件下系统不存在Zeno行为。最后，数值仿真显示所有智能体在竞争合作情形下可以达到绝对值大小相同、符号相反的状态，验证了理论结果的有效性。

关键词：二分一致性多智能体系统一般线性动态自适应控制动态事件触发控制

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有参数失配的双层网络的实用同步

重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第6期37卷 268-278页

作者：蔡建平甘立军闽南师范大学数学与统计学院福建漳州363000

针对一类具有参数失配的双层网络同步问题以及控制过程中的资源浪费问题,设计了动态事件触发牵制控制器,根据Lyapunov稳定性理论,推导出了双层网络实现有层间误差界同步的矩阵形式充分判据与层间同步误差界的估计式,证明了动态事件触发... 详细信息

针对一类具有参数失配的双层网络同步问题以及控制过程中的资源浪费问题,设计了动态事件触发牵制控制器,根据Lyapunov稳定性理论,推导出了双层网络实现有层间误差界同步的矩阵形式充分判据与层间同步误差界的估计式,证明了动态事件触发机制不存在芝诺现象。使用2个数值例子,验证了理论的正确性,并分别讨论了参数失配和控制增益对控制器的触发次数以及多种误差界的影响。得到了控制器可减少更新次数、节约资源且具有鲁棒性的结论。

关键词：双层网络动态事件触发控制参数失配实用同步

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多智能体系统的优化及有限时间一致性控制

多智能体系统的优化及有限时间一致性控制

作者：崔秋燕青岛大学

学位级别：硕士

多智能体系统的分布式协同控制在生物学、物理、计算科学等领域有着普遍的应用,因此受到广泛的关注.分布式优化和一致性作为协同控制的两个典型问题,已经被用来解决许多实际问题.基于此,本文分别研究了一阶和二阶多智能体系统的优化问题... 详细信息

多智能体系统的分布式协同控制在生物学、物理、计算科学等领域有着普遍的应用,因此受到广泛的关注.分布式优化和一致性作为协同控制的两个典型问题,已经被用来解决许多实际问题.基于此,本文分别研究了一阶和二阶多智能体系统的优化问题.此外,针对一般线性多智能体系统,本文研究了有限时间和固定时间一致性问题.本文的主要内容如下:首先,针对一阶多智能体系统,研究了分布式优化问题.在假设局部成本函数可微并且强凸的情况下,提出了分布式凸优化算法,使得智能体的状态渐近收敛到全局最优点.此外,为了节省通信成本并降低能量消耗,我们引入了事件触发策略和异步周期检测机制.其次,研究了二阶多智能体系统的分布式优化问题,提出了基于两种采样机制的分布式优化算法,即非周期采样和动态事件触发采样.此外,所提出的算法采用了比例积分(PI)策略.最后,针对一般线性多智能体系统,分别研究了有限时间和固定时间一致性问题.与一般的渐近一致性相比,所提出的分布式有限时间一致性协议,提高了系统的收敛速度.此外,还提出了一种分布式固定时间一致性协议来消除收敛时间对系统初始状态的依赖.为了降低对系统全局信息地依赖,引入了分布式自适应机制.

关键词：多智能体系统分布式优化有限时间一致性动态事件触发控制自适应控制