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切换拓扑下多自主水下航行器编队一致性控制

哈尔滨工程大学学报 2023年第4期44卷 587-593页

作者：张勋周立广邢文姚思博哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对含有通信时延的多自主水下航行器系统的控制问题,本文提出了包含相对位置信息以及速度阻尼器的一致性控制算法。通过反馈线性化方法将多自主水下航行器运动学模型和动力学模型转化为二阶积分器形式。对含通信时延的系统构造Lyapunov... 详细信息

针对含有通信时延的多自主水下航行器系统的控制问题,本文提出了包含相对位置信息以及速度阻尼器的一致性控制算法。通过反馈线性化方法将多自主水下航行器运动学模型和动力学模型转化为二阶积分器形式。对含通信时延的系统构造Lyapunov-Krasovskii泛函,利用积分不等式和线性矩阵不等式理论,得到多自主水下航行器系统实现一致的充分条件。研究表明:仿真实验证明了所提控制算法的有效性,并验证了在随机切换拓扑和编队队形变换时此控制协议下的多AUV系统具有良好的鲁棒性和稳定性。通过设置位置层和速度层通信拓扑,减少速度和位置的耦合,并提高收敛速度,多自主水下航行器系统可以收敛到期望位置。

关键词：多自主水下航行器编队一致性控制通信时延有向切换拓扑网络化系统线性矩阵不等式反馈线性化多智能体系统

有向切换拓扑条件下多无人机系统抗扰动编队-追踪控制

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兵器装备工程学报 2020年第9期41卷 192-197页

作者：赵学远周绍磊王帅磊祁亚辉海军航空大学山东烟台264001

考虑到无人机飞行过程中受到短时有界阵风扰动,设计了H∞控制器使领导者追踪期望轨迹,跟随者形成期望编队。通过对包含领导者多无人机系统通信拓扑结构分解,将编队-追踪控制问题转换为两个系统的渐进稳定性问题,借助线性矩阵不等式和Lya... 详细信息

考虑到无人机飞行过程中受到短时有界阵风扰动,设计了H∞控制器使领导者追踪期望轨迹,跟随者形成期望编队。通过对包含领导者多无人机系统通信拓扑结构分解,将编队-追踪控制问题转换为两个系统的渐进稳定性问题,借助线性矩阵不等式和Lyapunov函数给出了控制器设计步骤的合理性证明。最后对多无人机系统进行仿真,所设计的控制器能够实现编队-追踪控制并满足暂态性能指标。

关键词：多无人机系统有向切换拓扑平均驻留时间编队-追踪扰动暂态性能指标

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有向切换拓扑下多智能体系统编队控制

计算机仿真 2021年第1期38卷 42-46页

作者：赵学远周绍磊祁亚辉王帅磊中国人民解放军海军航空大学山东烟台264001

针对多智能体系统编队形成过程中受lur’e型非线性项影响,并考虑降低系统通信要求,基于一致性理论,设计了分布式控制器,使得多智能体系统形成时变编队。利用Laplacian矩阵的特殊性质,对其进行分解,将多智能体系统的编队控制问题转化为... 详细信息

针对多智能体系统编队形成过程中受lur’e型非线性项影响,并考虑降低系统通信要求,基于一致性理论,设计了分布式控制器,使得多智能体系统形成时变编队。利用Laplacian矩阵的特殊性质,对其进行分解,将多智能体系统的编队控制问题转化为低阶系统的稳定性问题。给出了切换拓扑的平均驻留时间概念,据此提供了一种设计分布式控制器的步骤,利用线性矩阵不等式和Lyapunov函数证明了有向切换拓扑条件下,多智能体系统受lur’e型非线性项影响时能够形成时变编队。通过仿真验证了所设计控制器的有效性。

关键词：编队一致性有向切换拓扑

有向切换拓扑下非线性多智能体系统的一致性控制

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航空学报 2020年第S02期41卷 171-180页

作者：闫实吴修振王帅磊李瑞涛海军航空大学烟台264001

本文研究有向切换拓扑条件下无领导者的Lur’e型非线性多智能体系统的动态一致性问题。设计了基于协同邻居输出信息的观测器类型的动态一致性算法,可以保证在邻居状态信息未知情况下系统达到一致。利用Laplacian矩阵的特殊性质以及Lapla... 详细信息

本文研究有向切换拓扑条件下无领导者的Lur’e型非线性多智能体系统的动态一致性问题。设计了基于协同邻居输出信息的观测器类型的动态一致性算法,可以保证在邻居状态信息未知情况下系统达到一致。利用Laplacian矩阵的特殊性质以及Laplacian矩阵的降维变型形式,提出了一种新的拓扑依赖的多重Lyapunov函数构建方法,进而将切换拓扑下的一致性问题转换为低维切换系统的稳定性问题。该方法放宽了对拓扑条件的约束,实现了网络拓扑依赖矩阵和系统动态依赖矩阵的独立设计。再利用多重Lyapunov函数法结合线性矩阵不等式方法对系统进行稳定性分析,给出动态一致性控制器的反馈矩阵的求解方法,得到了平均驻留时间条件。结果表明,提出的方法可使得Lur’e型非线性多智能体系统达成一致,只要满足每个候选拓扑中都包含有向生成树且切换拓扑的平均驻留时间大于一个指定的阈值。

关键词：一致性多智能体系统 Lur’e型非线性有向切换拓扑线性矩阵不等式

有向切换通信拓扑下多无人机分布式编队控制（英文）

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控制理论与应用 2015年第10期32卷 1422-1427页

作者：刘伟周绍磊祁亚辉闫实海军航空工程学院控制工程系山东烟台264001

本文对多无人机分布式时变编队控制问题进行了研究.无人机之间的通信拓扑假定是有向和切换的.基于自身状态与邻居状态的相对局部信息构建了分布式编队控制器.通过引入一个恰当的编队误差向量,将有向切换通信拓扑下的多无人机编队问题转... 详细信息

本文对多无人机分布式时变编队控制问题进行了研究.无人机之间的通信拓扑假定是有向和切换的.基于自身状态与邻居状态的相对局部信息构建了分布式编队控制器.通过引入一个恰当的编队误差向量,将有向切换通信拓扑下的多无人机编队问题转化为一个切换系统的镇定问题.基于Lyapunov稳定性分析方法得到了达成编队的充分性条件.仿真实验结果验证了结论的有效性.

关键词：无人机编队有向切换拓扑

具有有向切换拓扑结构的二阶多智能体系统的领导随从一致

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南京晓庄学院学报 2014年第6期30卷 15-20页

作者：汪羊玲南京晓庄学院数学与信息技术学院江苏南京211171

该文旨在研究具有非线性动力学特征和时变耦合时滞的二阶多智能体系统的领导随从一致性问题,所研究的系统具有切换的拓扑结构.基于Lyapunov泛函理论和线性矩阵不等式的方法,本文给出了一类领导随从一致的充分性条件,并通过具体实例验证... 详细信息

该文旨在研究具有非线性动力学特征和时变耦合时滞的二阶多智能体系统的领导随从一致性问题,所研究的系统具有切换的拓扑结构.基于Lyapunov泛函理论和线性矩阵不等式的方法,本文给出了一类领导随从一致的充分性条件,并通过具体实例验证所给判据的有效性.

关键词：领导随从一致二阶多智能体系统有向切换拓扑非线性动力学时变时滞