《動態未知的異質非線性多智慧型體系統協調跟蹤控制》是依託西南交通大學，由張宏偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：動態未知的異質非線性多智慧型體系統協調跟蹤控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張宏偉
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
實際物理系統本質上均為非線性系統，且大多數情況下難以對其精確建模。因此，含有未知動態的非線性多智慧型體系統的協調跟蹤控制是一個極其重要且具有挑戰性的問題，開始引起學界的關注。針對此問題，本研究擬以一類典型的非線性系統為研究對象，採用神經網路自適應控制、非線性控制和魯棒控制等相結合的技術，解決其全局跟蹤和神經網路線上調整等問題。研究內容包括：(1) 智慧型體階數相同但動態不同時的全局狀態跟蹤問題和輸出跟蹤問題；(2) 智慧型體階數和動態均不同時的全局輸出跟蹤問題；(3) 智慧型體階數相同但動態不同時，基於自組織神經網路的半全局狀態跟蹤問題。力爭通過以上研究，將神經網路自適應控制技術拓展至多智慧型體系統，探尋基於有向通訊拓撲的多智慧型體系統的穩定性分析工具，為基於有向圖的動態未知的非線性多智慧型體協調控制問題提供新的可行的解決方案。
結題摘要
實際物理系統本質上均為非線性系統，且大多數情況下難以對其精確建模。因此，含有未知動態的非線性多智慧型體系統的協調跟蹤控制是一個極其重要且具有挑戰性的問題，近年來引起學界的廣泛關注。針對此問題，本項目立項時擬以幾類非線性系統為研究對象，採用神經網路自適應控制、非線性控制、疊代學習控制和魯棒控制等相結合的技術，解決其協調跟蹤控制問題。本項目在實際執行過程中，根據該領域的研究動態，對實際研究內容進行了適當調整。調整後的主要工作包括： (1) 存在動態領導者的多智慧型體系統的協調跟蹤問題：利用鄰居間的相對狀態信息，設計了分散式疊代學習控制器，對領導者的輸入信號進行了估計，解決了系統的協調跟蹤問題。隨後，將該結果拓展至輸出反饋。 (2) 針對一類動態未知的非線性多智慧型體系統，首先假設系統狀態可測，利用黎卡提不等式和神經網路自適應控制的方法，設計了分散式狀態反饋控制器；隨後假設智慧型體的狀態信息不可獲取，設計了分散式狀態觀測器和輸出反饋控制器，解決了動態未知的多智慧型體系統的協調跟蹤問題。並將跟蹤誤差先後做到了最終一致有界和漸近一致性。 (3) Lyapunov函式對控制系統分析和設計的重要性不言而喻。針對無向圖和有向圖下的多智慧型體系統的一致性問題和領導跟隨者問題，我們分別設計了一系列基於網路拓撲結構的Lyapunov函式，為多智慧型體系統的分析和設計提供了可行的工具，同時也豐富了Lyapunov穩定性理論。 (4) 對符號圖下（即合作和競爭共存的情況）多智慧型體系統群體行為進行了研究。針對線性系統，當符號圖具有結構平衡性質時，提出並驗證了符號圖下二分一致性問題和傳統的一致性問題的對偶性；當符號圖結構不平衡，但其鄰接矩陣為最終正矩陣時，提出並解決了符號一致性問題，即所有個體狀態的符號趨於一致。最後，我們發現當符號圖滿足某些條件時，多智慧型體系統也可以達到傳統意義的一致性。
