基於切換方法的網路化系統分散式事件觸發控制研究

《基於切換方法的網路化系統分散式事件觸發控制研究》是依託大連理工大學,由王東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於切換方法的網路化系統分散式事件觸發控制研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王東

項目摘要

由於網路化系統分散式事件觸發控制具有資源利用率高、設計靈活和容錯性強等優點，其研究具有重要的理論意義和套用價值。然而，非線性耦合、事件觸發機制和網路拓撲結構變化等並存，給此類系統的分析和綜合帶來極大挑戰。項目針對具有耦合的網路化系統分散式事件觸發控制展開研究：（1）建立混雜時滯系統模型，表征耦合的連續動態、事件觸發的離散動態和變拓撲等特性；（2）融合類Lyapunov函式、小增益定理和圖論，給出固定拓撲結構下穩定性分析以及分散式控制器和觸發條件聯合設計方案；（3）採用切換系統多Lyapunov函式和狀態空間劃分法，實現變拓撲結構下分散式控制器和事件觸發條件聯合設計；（4）構建網路化多輪式機器人分散式事件觸發控制實驗平台，檢驗提出方法的可套用性。項目揭示事件觸發條件、控制器設計和變拓撲結構之間的內在聯繫，為網路化系統分散式控制器和事件觸發條件聯合設計提供有效方法，為其實際套用奠定基礎。

結題摘要

隨著網路化系統規模的不斷增大，集中式控制全局信息難於獲取，且容錯性差難於維護。而分散式控制策略利用局部資源信息採取決策行為，通過有效的協調機制實現系統全局性能指標，具有較強的靈活性和容錯性等優點，受到普遍關注。網路化系統普遍存在信息傳輸時滯和數據丟失等現象，嚴重破壞系統控制性能。項目研究了事件觸發條件與控制器設計內在聯繫，構造新的Lyapunov函式，給出固定拓撲結構和切換拓撲結構下基於事件觸發機制的分散式包含控制和最佳化控制協定設計方案。研究了網路化系統傳輸時滯、數據包丟失等因素下控制綜合問題，給出觀測器和控制器的存在條件。進一步地，研究了有向通訊拓撲結構下多智慧型體系統分散式最佳化協定設計，克服信息傳遞不對稱性帶來的困難。最後，基於深度視覺等信息搭建多機器人協作控制實驗平台，實現多輪式機器人變隊形控制和雙臂機器人協作抓取，為軍事和民用推廣奠定基礎。圍繞上述研究工作，在本領域重要期刊和會議發表和錄用學術論文52篇，其中SCI檢索期刊高水平論文29篇，頂級期刊Automatica論文1篇，IEEE Transactions期刊論文11篇，SCI他引近100次。項目負責人以第一完成人身份獲得第七屆中國人工智慧學會吳文俊人工智慧自然科學二等獎，中國控制會議關肇直優秀論文提名獎。申請發明專利3項，授權軟體著作權3項。與美國和新加坡學者建立長期合作關係，培養博士畢業生1名，碩士畢業生15名，在讀博士研究生5名，碩士研究生15名，多名研究生獲得國家級、省級和校級獎勵。