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具有反馈控制的多自主体系统迭代学习输出一致性

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计算机应用 2023年第8期43卷 2630-2635页

作者：王嘉欣刘成林轻工过程先进控制教育部重点实验室(江南大学) 江苏无锡214122

为改进多自主体系统的学习过程并提高系统对外部干扰的鲁棒性,提出一种具有反馈控制的迭代学习一致性控制算法。首先,自主体之间通过共享控制输入信息以改进其学习过程,并且当系统外部存在非迭代重复干扰时,通过设计反馈控制器以提高系... 详细信息

为改进多自主体系统的学习过程并提高系统对外部干扰的鲁棒性,提出一种具有反馈控制的迭代学习一致性控制算法。首先,自主体之间通过共享控制输入信息以改进其学习过程,并且当系统外部存在非迭代重复干扰时,通过设计反馈控制器以提高系统的鲁棒性;然后,使用压缩映射的方法对系统一致性进行分析,并严格推导出算法的收敛条件;最后,通过仿真实验验证了算法的正确性和有效性,改进后的算法与P型算法相比有更高的收敛速度,且在存在外部干扰时有更平滑的收敛曲线。

关键词：迭代学习多自主体系统输出一致性反馈控制加权平均值

异构多智能体系统的输出一致性和二部输出一致性研究

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异构多智能体系统的输出一致性和二部输出一致性研究

作者：金琬丽新疆大学

学位级别：硕士

近几十年来,多智能体系统协同控制被广泛应用于生物医学、高能物理、工程控制等众多领域.在协同控制中,一致性是最基础和最重要的问题.一致性是指所有智能体的状态经过一定时间趋于相同.目前有很多关于同构多智能体系统的状态一致性的研... 详细信息

近几十年来,多智能体系统协同控制被广泛应用于生物医学、高能物理、工程控制等众多领域.在协同控制中,一致性是最基础和最重要的问题.一致性是指所有智能体的状态经过一定时间趋于相同.目前有很多关于同构多智能体系统的状态一致性的研究,这要求同构多智能体系统中系统的动力学行为是相同的.然而,在实际环境中,大多数系统的状态维数或者动力学行为是不同的,这样的系统被称作异构多智能体系统.鉴于此,本文基于事件触发控制、固定时间控制和指定时间控制研究异构多智能体系统的输出一致性.第一部分在量化自适应事件触发控制下研究异构多智能体系统的输出一致性.首先,根据量化原理和自适应事件触发控制,提出一种基于对数量化的自适应事件触发动态补偿器来估计领导者的状态.其次,基于自适应事件触发动态补偿器和反馈控制,设计一个合适的控制协议,以实现异构多智能体系统的输出一致性.最后,通过数值仿真验证该理论结果的有效性.第二部分在事件触发控制下研究异构多智能体系统的固定时间输出一致性.首先,设计一个固定时间动态补偿器来估计领导者的状态.其次,提出一个固定时间事件触发控制策略来研究异构多智能体系统的输出一致性.与有限时间控制相比,固定时间事件触发控制策略在确保停息时间上界的估计与初值无关的同时还降低了通讯成本.根据Lyapunov稳定性理论,固定时间收敛性引理和不等式技巧,得到一些确保固定时间输出一致性的充分条件.此外,在设计的事件触发控制协议下可以排除Zeno现象.最后,通过一个数值仿真验证该理论结果的可行性.第三部分在指定时间控制下研究异构多智能体系统的二部输出一致性问题.首先,构造一个指定时间动态补偿器,使动态补偿器能够在指定时间内估计领导者的状态.其次,设计一个指定时间控制器.利用Lyapunov稳定性理论和指定时间收敛性的引理证明异构多智能体系统能够在指定时间达到二部输出一致性.此外,进一步构造一个自适应指定时间控制器,证明异构多智能体系统能够实现自适应指定时间二部输出一致性.最后,通过数值仿真验证该理论结果的有效性.

关键词：异构多智能体系统输出一致性事件触发控制固定时间控制指定时间控制

基于无源的二阶非线性多智能体系统的输出一致性

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基于无源的二阶非线性多智能体系统的输出一致性

作者：黄丽娜天津工业大学

学位级别：硕士

多智能体系统是由多个可以互相通信的智能体构成,可以协调一组智能体的行为,以协同地完成一个复杂任务或求解问题。在许多实际的工程和社会系统都可以用多智能体系统来描述。随着现代社会的高速发展,多智能体系统在军事和航天等多个领... 详细信息

多智能体系统是由多个可以互相通信的智能体构成,可以协调一组智能体的行为,以协同地完成一个复杂任务或求解问题。在许多实际的工程和社会系统都可以用多智能体系统来描述。随着现代社会的高速发展,多智能体系统在军事和航天等多个领域展现了广阔的应用前景,逐渐成为了众多领域的研究热点。多智能体系统的协同控制问题主要包括一致性控制、编队控制、聚集控制和会合控制等。特别是,一致性控制作为协同控制的一个重要分支,发挥了不可替代的作用。一致性控制的主要目标是指通过设计合适的控制协议使得具有不同初始状态的多个智能体当时间趋于无穷时达到相同的期望值。近年来多智能体系统的一致性问题已经被不同领域的研究人员进行了深入的研究。尽管状态一致是一个非常完美的性质,但是在现实中许多情况下很难实现。因此,考虑多智能体系统的输出一致性是十分有必要的。本文进一步研究了基于无源的二阶非线性多智能体系统的输出一致性问题。论文主要的贡献和创新如下:本文利用输出严格无源的性质,研究了一类具有输入—输出向量不同维的二阶非线性多智能体系统的输出一致性问题。首先,借助李亚普诺夫稳定性理论和状态反馈控制策略,推导出了确保该多智能体系统输出严格无源的充分条件。然后,基于输出严格无源的性质以及输出一致性与输出严格无源之间的关系,得出确保多智能体系统输出一致性准则。此外,同样地通过设计合适的自适应状态反馈控制策略,分别得出多智能体系统的输出严格无源和基于输出严格无源的输出一致性准则。最后,分别通过两个数值模拟验证了所得理论结果的正确性。

关键词：自适应状态反馈控制器多智能体系统状态反馈控制器输出一致性输出严格无源

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离散时间多智能体系统事件触发输出一致性

离散时间多智能体系统事件触发输出一致性

作者：曾旺湖南工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着科研人员对自然生物科学研究的深入,先进的科学技术得到了飞速的发展。随之出现的复杂网络被应用到各个领域中,如编队控制等等。多智能体系统作为复杂网络的一个重要系统,其分布式协调在数学、物理、计算机以及通信等领域受... 详细信息

近年来,随着科研人员对自然生物科学研究的深入,先进的科学技术得到了飞速的发展。随之出现的复杂网络被应用到各个领域中,如编队控制等等。多智能体系统作为复杂网络的一个重要系统,其分布式协调在数学、物理、计算机以及通信等领域受到了科研人员的极大关注。因此,研究多智能体系统的一致性问题具有重要的意义。一方面,在几乎所有的物理应用中,输入饱和与外部干扰都是常见的现象,它会破坏被控对象的稳定性,因此,在有输入饱和约束与外部干扰的情况下,为实现一致性而进行的协议设计是一个具有挑战性的问题。另一方面,在实际的网络中,系统网络的通信能力是有限的,节点数量可能很大,通信会受到时滞、数据丢失等网络问题的影响。为了降低网络的通信负荷,减少资源的浪费,研究人员提出了一种新的事件触发控制方法。在后来,为了应对日常生活和工程任务的需要,研究人员又提出了动态事件触发方法。该方法不仅依赖于智能体内部的信息,还依赖于额外的动态变量,与传统的静态事件触发相比,它能更好地延长事件触发的间隔和减少通信资源的消耗。因此,本文主要研究内容如下:(1)分别考虑了在状态反馈和基于观测器的情况下,具有输入饱和与外部干扰的离散时间多智能体系统的事件触发输出一致性问题。假设在多智能体系统中,所有智能体具有相同的动态,基于输出调节,利用智能体之间的相对状态信息,提出了一类事件触发控制协议。在Lyapunov稳定性理论、代数图论的基础上,得出了系统实现输出一致性的条件。最后,通过数值仿真验证了理论结果的有效性。(2)分别考虑了在状态反馈和输出反馈情况下,异构离散时间多智能体系统的动态事件触发输出一致性问题。设计了一类基于状态反馈的分布式事件触发控制器,避免了系统的连续通信能量过度的消耗。基于代数Riccati方程和稳定性理论,可以实现异构多智能体系统的输出一致性。最后,通过数值仿真验证了结果的有效性。

关键词：离散时间多智能体系统事件触发控制稳定性输出一致性

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主-从式多弹头协同攻击建模及输出一致性

哈尔滨工业大学学报 2018年第10期50卷 95-103页

作者：赵玉山胡昌华侯明哲蔡光斌刘炼雄火箭军工程大学控制工程系西安710025 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

随着反导系统拦截概率与拦截效率越来越高,单枚弹道导弹突破反导系统实现打击任务的概率在逐渐降低,多弹道导弹协同攻击应运而生.自由飞行段的多弹道导弹易于实现协同攻击,导弹在此阶段也称为弹头.为解决多弹道导弹自由飞行段多弹头协... 详细信息

随着反导系统拦截概率与拦截效率越来越高,单枚弹道导弹突破反导系统实现打击任务的概率在逐渐降低,多弹道导弹协同攻击应运而生.自由飞行段的多弹道导弹易于实现协同攻击,导弹在此阶段也称为弹头.为解决多弹道导弹自由飞行段多弹头协同攻击的建模及输出一致性问题,考虑多弹头协同攻击要求及特点,首先建立了多弹头自由飞行段三维空间运动非线性状态空间模型,详细分析了该模型的特点以及模型非线性动态对多弹头协同攻击带来的挑战.针对上述挑战,为实现主-从式多弹头协同攻击体系的输出一致性,应用输入输出反馈线性化控制方法,设计了一类从弹弹头协同加速度指令信号,并通过详实的数值仿真验证所设计指令信号的有效性.仿真结果表明,沿主弹弹头发射坐标系各轴向均实现了给定性能要求下的主-从式多弹头协同攻击体系的输出一致性,主弹弹头速度变化越快、收敛系数的实部模值越大,速度跟踪误差收敛速度便越快,速度跟踪误差也越小,输出一致性的性能也更好.

关键词：弹道导弹多弹头协同攻击输出一致性输入输出反馈线性化

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离散异构线性多智能体系统的输出一致性

计算技术与自动化 2022年第2期41卷 19-22页

作者：景丽沈阳师范大学数学与系统科学学院辽宁沈阳110034

研究了离散异构线性多智能体系统的输出一致性问题。考虑到实际系统中部分跟随智能体不能准确获知领航智能体的动态,所以采用观测器方法研究系统的输出一致性问题。首先为每个跟随智能体构造观测器,用以估计领航者的状态;其次设计分布... 详细信息

研究了离散异构线性多智能体系统的输出一致性问题。考虑到实际系统中部分跟随智能体不能准确获知领航智能体的动态,所以采用观测器方法研究系统的输出一致性问题。首先为每个跟随智能体构造观测器,用以估计领航者的状态;其次设计分布式控制器,提出系统实现输出一致性所应满足的充分条件,并运用Lyapunov稳定性理论、矩阵论、图论知识加以证明;最后运用MATLAB软件的SIMULINK工具箱进行数值仿真,仿真结果显示文中方法与结论是有效的。

关键词：多智能体系统异构输出一致性观测器

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离散多智能体系统的输出一致性控制

离散多智能体系统的输出一致性控制

作者：邱媛华中科技大学

学位级别：硕士

由于多智能体系统在现实生活中的广泛应用,近年来,关于多智能体系统协同控制的研究受到了许多领域的关注。协同控制意味着个体仅通过与其邻居的局部信息交互来实现整体协同行为,其中最基本的形式是一致性控制,即系统的被控物理量趋于一... 详细信息

由于多智能体系统在现实生活中的广泛应用,近年来,关于多智能体系统协同控制的研究受到了许多领域的关注。协同控制意味着个体仅通过与其邻居的局部信息交互来实现整体协同行为,其中最基本的形式是一致性控制,即系统的被控物理量趋于一致。在实际应用中,影响多智能体系统一致性控制的因素有很多,本文从输入饱和的离散时间多智能体系统受外部扰动的影响和从当系统中某个智能体出现故障时的应变能力的角度出发,分别研究了具有外部扰动的离散时间多智能体系统的输出一致性控制和在切换网络条件下离散时间多智能体系统的输出一致性控制。对于具有外部扰动的离散时间多智能体系统,我们主要考虑了扰动是由被追踪的领导者产生的情况。本文既研究了具有相同扰动的多智能体系统在有向通信网络下的一致性,又研究了具有不同扰动的多智能体系统在强连通和加权平衡有向通信网络下的一致性。基于邻居之间的相对状态信息和低增益控制策略设计跟随者的状态反馈控制协议。利用图论、李雅普诺夫函数、矩阵论等知识,证明了所有跟随者可以追踪到领导者,即达到领导者-跟随者输出一致。对于某个智能体出现故障后离散时间多智能体系统的应变能力,本文研究了全程连通的切换通信网络下的一致性控制问题和联合连通切换通信网络下的一致性控制问题。基于低增益控制策略和改进的代数黎卡提方程来设计子系统的分布式状态反馈控制算法。利用李雅普诺夫函数、矩阵论、线性矩阵不等式等知识,证明了多智能体系统在设计的控制算法下可以达到输出一致。最后对本文的研究工作进行了总结,并对关于带有饱和及外部扰动的异质多智能体系统和在有向切换通信网络下的一致性的研究做了展望。

关键词：离散多智能体系统输出一致性输入饱和外部扰动低增益反馈切换网络

切换拓扑下测量受限多智能体系统一致性迭代学习控制

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控制理论与应用 2023年第8期40卷 1384-1394页

作者：陈引娟宁小刚魏永东李宗刚兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学机器人研究所甘肃兰州730070

针对通信拓扑至少含有一个沿迭代轴的联合生成树且同时沿有限时间轴和无限迭代轴切换的情况,文本研究了存在测量受限的连续线性多智能体系统输出一致性迭代学习控制问题.首先,文章采用迭代学习控制方法设计了一种基于跟随者局部信息的... 详细信息

针对通信拓扑至少含有一个沿迭代轴的联合生成树且同时沿有限时间轴和无限迭代轴切换的情况,文本研究了存在测量受限的连续线性多智能体系统输出一致性迭代学习控制问题.首先,文章采用迭代学习控制方法设计了一种基于跟随者局部信息的分布式输出一致性协议.然后,给出了系统可解输出一致性问题的两个充分性条件,其中之一可使跟随者实时获取迭代学习增益,避免了全局信息对学习增益设计的影响,且保证了算法的分布式实现.接着,利用λ范数理论和圆盘定理严格证明了所设计算法的收敛性.最后,通过实例仿真验证了所得结论的有效性.

关键词：多智能体系统输出一致性测量受限迭代学习控制切换拓扑

基于牵引控制的高阶线性多智能体系统自适应输出一致性

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湖南工业大学学报 2020年第4期34卷 22-28页

作者：徐海川刘东南刘琛徐承杰湖南工业大学理学院湖南株洲412007

主要研究了高阶线性多智能体系统的自适应控制输出一致性问题。首先,结合牵引控制,分别提出了基于静态增益和动态增益牵引输出一致性协议,得到了输出一致性达到的条件;然后,利用Lyapunov稳定性理论给出了系统的收敛性分析;最后,通过数... 详细信息

主要研究了高阶线性多智能体系统的自适应控制输出一致性问题。首先,结合牵引控制,分别提出了基于静态增益和动态增益牵引输出一致性协议,得到了输出一致性达到的条件;然后,利用Lyapunov稳定性理论给出了系统的收敛性分析;最后,通过数值仿真验证了所得结论的有效性。

关键词：输出一致性高阶线性多智能体系统自适应控制牵引控制