多自主體系統魯棒一致性問題的頻域分析方法研究

《多自主體系統魯棒一致性問題的頻域分析方法研究》是依託東南大學，由田玉平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多自主體系統魯棒一致性問題的頻域分析方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：田玉平
• 依託單位：東南大學

中文摘要

面向多運動體編隊和協作控制等具有實際意義的問題，考慮網路化多自主體系統中常常出現的通信時延、信道衰減、測量噪聲和運動體動力學不確定性等情況，採用圖論和頻域魯棒控制理論相結合的方法，研究多自主體系統頻域模型建立、魯棒一致性算法設計、收斂性能改善等問題，給出分析魯棒一致性和設計魯棒一致性控制算法的方法，得到系統可一致性條件，建立可分散檢驗且保守性小的魯棒一致性判據，為進一步開發基於通信網路和感測器網路的多運動體編隊控制系統打下紮實的基礎。

結題摘要

面向多運動體編隊控制，考慮網路化多自主體系統中常常出現的通信時延、信道衰減和運動體動力學不確定性等情況，採用圖論和頻域魯棒控制理論相結合的方法，研究不確定多自主體系統頻域模型建立、魯棒一致性算法設計、性能改善等問題，建立可分散檢驗且保守性小的魯棒一致性判據，給出分析魯棒一致性和設計魯棒一致性控制算法的方法，為進一步開發基於通信網路和感測器網路的多運動體編隊控制系統打下紮實的基礎。 對具有不確定通信時延、信道衰減且各節點動力學不同的一類異質多自主體系統，建立了多變數頻率域模型，得到了系統存在高階一致解的充分必要條件。對於含有相同通信時延和數據丟包的多自主體系統，通過將一致性問題轉化為單個子系統的魯棒穩定性問題，分別給出了固定拓撲和切換拓撲下系統的一致性條件、允許的時延上界和丟包機率上界。對有向通信拓撲下多自主體系統的一致性問題，提出了一種設計、分析非線性一致性協定的框架。 受本項目資助，發表期刊論文共11篇，其中SCI收錄國際期刊論文7篇，EI收錄國內期刊論文1篇，還有3篇SCI源刊物論文錄用待發表（或已線上發表）；在國際會議上宣讀論文5篇（其中2篇已被EI收錄，另外3篇2012年IEEE CDC論文也將被EI收錄），全國性會議上宣讀論文13篇（EI已收錄7篇，另外6篇2012年宣讀的論文也將被EI收錄）。論文大多發表在國際控制界的主流刊物和國際重要會議上，包括IEEE Trans. on Automatic Control, Automatica這樣的頂級刊物，以及American Control Conference, IEEE CDC這樣的重要國際會議。論文發表以來，引起國內外研究者較為廣泛的關注，據不完全統計，上述論文已經被SCI他引13次，Google學術他引31次。項目執行期間,獲得國家發明專利2項，另有1項發明專利獲受理。在本項目研究結果的基礎上，田玉平完成專著“Frequency-Domain Analysis and Design of Distributed Control Systems”,2012年由國際著名學術出版社John Wiley & Sons和IEEE　Press聯合出版，並被出版商稱作是“介紹分散式控制系統頻域分析方法的第一本書”。