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带扰动的多非完整移动机器人分布式有限时间一致性控制

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控制理论与应用 2019年第5期36卷 737-745页

作者：姜玉涛刘忠信陈增强南开大学津南校区计算机与控制工程学院天津300353 天津市智能机器人技术重点实验室天津300353

论文研究多个非完整移动机器人在控制输入存在干扰时,有限时间一致性控制问题.利用坐标变换,将多移动机器人系统的一致性问题转化为非完整约束链式系统的一致性问题,在控制输入带有未知有界干扰的条件下,设计了一种分布式控制算法,并利... 详细信息

论文研究多个非完整移动机器人在控制输入存在干扰时,有限时间一致性控制问题.利用坐标变换,将多移动机器人系统的一致性问题转化为非完整约束链式系统的一致性问题,在控制输入带有未知有界干扰的条件下,设计了一种分布式控制算法,并利用Lyapunov理论证明了该算法能够使移动机器人的各个状态在有限时间内达到一致.最后通过数值仿真验证了算法的有效性.

关键词：非完整移动机器人非完整约束链式系统有界干扰有限时间一致分布式控制

基于非完整约束动力学模型多个体系统的有限时间一致性问题研究

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基于非完整约束动力学模型多个体系统的有限时间一致性问题研究

作者：仇智慧天津大学

学位级别：硕士

随着分布式网络及多个体系统的广泛应用，一致性控制问题受到了各个科研领域的研究人员的关注。对于多个体系统来说，一致性问题和合作控制问题十分相似。在多个体系统中，有限时间一致指的是，多个体系统的状态量能够在一个有限的时间... 详细信息

随着分布式网络及多个体系统的广泛应用，一致性控制问题受到了各个科研领域的研究人员的关注。对于多个体系统来说，一致性问题和合作控制问题十分相似。在多个体系统中，有限时间一致指的是，多个体系统的状态量能够在一个有限的时间内达到一个相同的值。本文的主要内容和研究成果如下： 1、研究了在无向、固定且不带有通信时滞的网络拓扑结构下，带有非完整约束的三阶链式系统的有限时间一致性问题。本文提出了一种新型的切换控制算法，使得系统能够在一个有限的时间内达到状态一致。并且利用了一种时间尺度变换技巧，理论上可以使系统在任意的时间内达到一致。 2、提出了一种基于轮式移动机器人的有限时间编队控制算法。我们基于每个机器人自身的状态和相对于其邻居机器人之间的状态信息，为每个机器人设计了控制算法，使得多个轮式移动机器人能够在一个有限的时间内达到给定的期望队形。并且利用了时间尺度变换技巧，理论上可以在任意的有限时间内使机器人达到给定的队形。 3、论文在第一个结果的基础上，主要针对带有通信时滞的情况做出了进一步的研究。通过一系列的参数变换，成功的将系统的时间滞后去除，转换为不带有通信时滞的系统。给出了带有时间滞后的控制算法，使得带有时间滞后的多个体系统能够在有限时间内达到一致。并且利用了时间尺度变换技巧，理论上证明了系统可以在任意时间内达到一致。

关键词：非完整系统有限时间一致编队控制时间尺度变换

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多水下机器人有限时间一致性研究

多水下机器人有限时间一致性研究

作者：高滕天津大学

学位级别：硕士

多水下机器人因为其广泛的用途近些年得到越来越多的学者关注和研究,其有限时间一致性问题也被不断深入探讨。由于水下环境的复杂性等因素,常常会出现模型参数未知的情况,同时在要求有限时间内达到一致的情况下,就需要结合自适应等多个... 详细信息

多水下机器人因为其广泛的用途近些年得到越来越多的学者关注和研究,其有限时间一致性问题也被不断深入探讨。由于水下环境的复杂性等因素,常常会出现模型参数未知的情况,同时在要求有限时间内达到一致的情况下,就需要结合自适应等多个理论,使得多个水下机器人的某些状态量能够最终在有限的时间内达到一个相同的值。本文主要涉及的研究内容及相关结果总结如下:1、研究了在网络拓扑结构固定的情况,含有未知参数的多水下机器人有限时间一致性问题。通过设定虚拟参数,先使系统达到李雅普诺夫稳定,后结合映射算法的参数更新法则设计控制转矩。并对不同情况有限时间稳定性进行理论分析,利用matlab进行数字仿真,验证控制设计的有效性。2、探讨利用多水下机器人对定点进行追踪,即在只有部分个体已知特定位置信息的情况下,有向性的拓扑结构含有未知参数的多水下机器人有限时间一致性问题。利用李雅普诺夫函数和自适应理论相结合,设计转矩参数,给出稳定性和有限时间一致性理论分析,并进行仿真验证。3、对典型的领导跟随结构多水下机器人含有未知参数有限时间一致性问题进行研究。通过将分布式拓扑转变为分层式结构,利用归纳总结的方法进行理论推导,设计控制器参数,使得多水下机器人在有限时间内达到一致。对模型参数进行参数赋值进行有效性的验证。

关键词：多水下机器人有限时间一致参数未知领导跟随

基于事件触发的二阶多智能体系统的有限时间一致性研究

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基于事件触发的二阶多智能体系统的有限时间一致性研究

作者：王晓珊山西师范大学

学位级别：硕士

随着网络通信技术的快速发展,多智能体系统成为人工智能等复杂系统的一个重要的基础性学科。通过智能体之间信息的互相传递和互相交流来模拟实际系统中信息交换可能出现的各类复杂情况,进而将研究出的控制算法应用于实际中。而事件触发... 详细信息

随着网络通信技术的快速发展,多智能体系统成为人工智能等复杂系统的一个重要的基础性学科。通过智能体之间信息的互相传递和互相交流来模拟实际系统中信息交换可能出现的各类复杂情况,进而将研究出的控制算法应用于实际中。而事件触发策略的运用可以使得系统的控制输入不连续更新,而是根据所设计的触发条件而更新的,这样更好的降低信道的通信负担,使系统能够更快的达到限时间一致。文章基于事件触发策略对二阶多智能体系统进行有限时间一致性分析,主要工作如下:第一:针对二阶时滞系统在定变拓扑网络下的有限时间一致问题进行研究。设计出了一种二阶非线性事件触发控制协议,在李亚普诺夫函数理论的帮助下,所有的跟踪智能体在定变拓扑网络下的位置和速度都能达到有限时间一致并且能跟踪到领导者。第二:针对带有外部干扰的二阶领导跟随系统的有限时间一致性进行研究。先利用设计的控制协议使得二阶领导跟随系统达到收敛,再利用积分滑膜函数将系统转化为积分变结构系统,从而处理了系统中存在的干扰,同时也得到了精确的停息时间的值。第三:针对带有干扰和未知速度的二阶领导跟随系统的有限时间一致问题进行研究。先分析的是有速度状态的二阶系统,系统中的协议更新是由事件触发条件控制的。而对于未知速度的情况,设计了一个速度观测器来进行分析,这个速度观测器来估计速度信息,同样可以使得二阶系统达到限时间一致。

关键词：二阶领导跟随多智能体系统事件触发机制有限时间一致时滞问题积分滑膜变换外部干扰速度观测器

二阶多智能体系统的non-flocking和有限时间一致

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二阶多智能体系统的non-flocking和有限时间一致

作者：张紫薇南昌大学

学位级别：硕士

多智能体系统的群集行为因其应用的广泛性,一直备受学者关注.本文致力于研究分布时滞C-S模型的non-flocking和牵引控制下的二阶多智能体系统的有限时间一致性分析,分别获得了以下结果:(1)在分布时滞C-S模型中,基于flocking的定义,通过... 详细信息

多智能体系统的群集行为因其应用的广泛性,一直备受学者关注.本文致力于研究分布时滞C-S模型的non-flocking和牵引控制下的二阶多智能体系统的有限时间一致性分析,分别获得了以下结果:(1)在分布时滞C-S模型中,基于flocking的定义,通过建立并恰当地估计了位置变化不等式来使得位置无界,从而时滞满足一个充分小的假设时,获得了实现non-flocking和flocking行为的充分条件,有助于解决非理想通信条件下多智能体控制系统的群集行为问题.(2)以领导-跟随的二阶多智能体系统为研究对象,假设通信拓扑是无向连通的,并且假设至少存在一个智能体使得领导者对其的牵引不恒为0,通过构造一个足够精巧的Lyapunov函数,一方面,对一个非常一般的控制协议得到有限时间一致.另一方面,位置和速度的通信拓扑(也可以是位置和速度的牵引控制输入信息)是无关的.更重要的是,位置非线性指数α和速度非线性指数β之间只需要满足β>α.(3)基于上面这个工作且考虑到领导者和跟随者信息的不同,我们设计了领导者和跟随者有着不同非线性程度的领导-跟随有限时间一致控制协议.假设通信拓扑是无向连通的,并且假设至少存在一个智能体能接收领导者的信息,获得了位置和速度的非线性指数相同的牵引控制策略下的二阶多智能体系统的有限时间一致.也考虑了位置和速度的非线性指数不同的牵引控制策略下,二阶多智能体系统的有限时间一致.

关键词： Cucker-Smale模型二阶多智能体系统分布时滞 Non-flocking 有限时间一致牵引控制

基于无源的非线性分数阶多智能体系统的有限时间一致性

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基于无源的非线性分数阶多智能体系统的有限时间一致性

作者：张曾然天津工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着计算机科学、控制科学、云计算、传感器技术等的不断成熟,多智能体系统的发展已迈入了一个崭新的阶段。实际上,对于一些危险且复杂的任务,在很多情况下单个智能体很难独立地完成,但是多个智能体通过相互协作就能够高效地完... 详细信息

近年来,随着计算机科学、控制科学、云计算、传感器技术等的不断成熟,多智能体系统的发展已迈入了一个崭新的阶段。实际上,对于一些危险且复杂的任务,在很多情况下单个智能体很难独立地完成,但是多个智能体通过相互协作就能够高效地完成这些任务。目前,多智能体系统协同控制已被成功应用于无人机编队、传感器网络、多目标跟踪等多个领域,一致性控制作为多智能体系统协同控制的基础问题,也受到了越来越多研究人员的关注。无源性控制是一种处理一致问题的有价值的工具,无源可以保证系统的内部稳定从而促使系统趋于一致,但是令人遗憾的是,迄今为止很少有学者利用无源去研究多智能体系统的一致问题。因此,本文主要通过运用图论、矩阵理论以及李雅普诺夫稳定性理论对基于无源的分数阶多智能体系统的有限时间一致性控制问题进行了深入的分析与探讨。论文的主要内容如下:首先,本人提出了一类非线性分数阶多智能体系统,利用构建好的状态反馈控制器以及一些不等式技术,获得了若干系统实现有限时间无源的充分性条件,并基于得到的无源性结果推导出了该系统的有限时间一致准则;其次,在之前构建好的状态反馈控制器的基础上,本人添加了自适应控制策略用来研究非线性分数阶多智能体系统的有限时间无源和一致问题,此外,借助设计好的比例微分(PD)控制器,本人推导出了系统在有限时间内趋于一致的充分性条件;最后,本人利用MATLAB编写了数值仿真算例,验证了文章中所得结论的正确性与有效性。

关键词：分数阶多智能体系统有限时间无源有限时间一致状态反馈控制自适应状态反馈控制比例微分(PD)控制

撤稿:带领航者的二阶多智能体系统的有限时间一致性

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统计学与应用 2016年第3期5卷 246-262页

作者：李智超北京工商大学理学院数学系北京

撤稿声明:“带领航者的二阶多智能体系统的有限时间一致性”一文刊登在2016年9月出版的《统计学与应用》2016年第5卷第3期第246-262页上。因作者疏忽,文章部分内容有待进一步确认。根据国际出版流程,编委会现决定撤除此稿件,并对此撤稿... 详细信息

撤稿声明:“带领航者的二阶多智能体系统的有限时间一致性”一文刊登在2016年9月出版的《统计学与应用》2016年第5卷第3期第246-262页上。因作者疏忽,文章部分内容有待进一步确认。根据国际出版流程,编委会现决定撤除此稿件,并对此撤稿带来的不便致以歉意。

关键词：二阶多智能体有限时间一致领航者 Lyapunov稳定性齐次理论

基于事件触发的二阶随机时延系统的有限时间一致

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山西师范大学学报（自然科学版） 2020年第3期34卷 27-35页

作者：崔艳王晓珊山西师范大学物理与信息工程学院山西临汾041000

文章研究的是二阶随机时延多智能体系统的有限时间一致性控制.针对在达到有限时间一致性的过程中控制器更新频率过高的问题,设计了一种事件触发控制策略,每个智能体根据状态信息设计了自己的触发条件,当条件违反时才触发事件,使系统能... 详细信息

文章研究的是二阶随机时延多智能体系统的有限时间一致性控制.针对在达到有限时间一致性的过程中控制器更新频率过高的问题,设计了一种事件触发控制策略,每个智能体根据状态信息设计了自己的触发条件,当条件违反时才触发事件,使系统能耗和控制器的更新频率均能有效减少,同时利用李雅普诺夫理论和齐次性理论证明跟随者的位置和速度状态能跟踪到领导者并实现有限时间一致.另外,得到了任意两个连续触发时刻间隔的具体值,从而排除芝诺现象.最后,仿真结果验证了理论的有效性.

关键词：有限时间一致事件触发控制二阶随机时延多智能体系统

基于二阶动力学模型的非完整多个体系统有限时间一致性问题研究

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天津理工大学学报 2013年第3期29卷 1-4页

作者：尉建龙仇智慧天津大学电气与自动化工程学院天津300072

本文讨论了多智能体系统在受到外界扰动的无领导者系统的有限时间一致性问题.基于有限时间控制策略,本文设计了针对二阶智能体模型的连续分布式控制策略.首先针对二阶模型的多智能体系统,提出了有限时间一致性控制策略,并且通过设计了... 详细信息

本文讨论了多智能体系统在受到外界扰动的无领导者系统的有限时间一致性问题.基于有限时间控制策略,本文设计了针对二阶智能体模型的连续分布式控制策略.首先针对二阶模型的多智能体系统,提出了有限时间一致性控制策略,并且通过设计了李雅普诺夫函数给出了完整的证明过程.其次,设计了仿真实验,并且在文中给出了仿真结果,验证了本文所提控制策略的有效性以及具有一定的抗扰动能力.

关键词：有限时间一致多智能体系统图论