多智慧型體系統的包圍控制設計與分析

《多智慧型體系統的包圍控制設計與分析》是依託北京科技大學，由劉會央擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多智慧型體系統的包圍控制設計與分析
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：劉會央
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

多智慧型體系統的協調控制在多機器人協作、無人飛行器以及移動感測器網路等領域都具有潛在套用，因此成為當前研究的熱點。已有的研究結果大部分針對一致性問題，本項目針對包圍控制問題開展研究。擬從智慧型體動力學模型、通信環境和目標的實現方法三方面入手舉蜜良朽，針對具有複雜動力學模型（高階系統、線性系統、非線性系統、有外擾的系統等）的多智慧型體系統，研究其諒境閥在複雜通信環境（通信時滯、隨機因素、墊您廈信息採樣、信息量化等）下的包圍控制問題，提出有效的分散式協定,給出多智慧型體系統達到包圍控制所需要滿足的代數條件和拓撲條件。通過理論推導、實際數據仿真和多機器人實驗來驗證所提算法的有效性。通過本項目的研究，簽地匪喇預期能夠對工業生產中的一些問題（如任務分配）提供理論基體協盛礎和技術指導，在工程套用方面具有很強的現實意義。

結題摘要

本項目研究了多智慧型體系統的分散式協調控制問題。主要研究內容包括五個部分。 1). 研究了多智慧型體系統的指數有限時間協調控制問題：包圍控制和一致性。提出了包圍協定使得在同一強連通分支中的邊界智慧型體以指數有限時間的收斂速度達到一致性，所有的內部智慧型體以指數有限時間的速度進入邊界智慧型體張成的凸包內；設計了針對部分智慧型體的牽制控制協定使得所有智慧型體達到指數有限時間一致性。 2). 研究了基於非周期採樣信息的連續時間二階系統和一般線性多智慧型體系統的包圍控制問題。把具有不確定時變採樣區間的系統看作是具閥趨乎有固定採樣長度的系統的不確定性系統。利用小增益定理的方法給出了系統穩幾市定的充分條件。 3). 研究了一般線性多智慧型體系統的包圍控制問題。對於可降階和不可降階情形分別定義了滑模面集合和基於快滑模控制的分散式控制器。證明了誤差軌線以指數有限時間的收斂速度收斂到滑模面上。根據滑模面的定義可知，協調目標已經達到。 4). 針對一階連續時間多智慧型體系統，研究了網路化的多個智慧型體的雙向一致性行為。分析了具有連續時間動力學方程和基於採樣信息的智慧型體的行為。證明了在結構平衡的條件下，同一組中的智慧型體將達到一致性，不同組的智慧型體將互相遠離。 5). 研究一般線性多智慧型體系統在有向時不變拓撲下的最優預見協調問題。套用連續時間系統的標準預見控制結果，給出了多智慧型體系統的最優預見的控制器。