通信受限下的信息處理和多智慧型體魯棒協調控制

《通信受限下的信息處理和多智慧型體魯棒協調控制》是依託東南大學，由張亞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：通信受限下的信息處理和多智慧型體魯棒協調控制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張亞
• 依託單位：東南大學

中文摘要

本項目針對隨機通信連線丟失、時延、以及通信的間斷、不連續這三種通信約束對多智慧型體協作不可忽略的影響，研究不確定通信環境下的信息處理和相關的魯棒協調控制設計。有效融合卡爾曼濾波方法和一致性協定，設計通信受限下的分散式濾波方法，研究在通信受限下高階動態多智慧型體系統的魯棒一致性和多運動體系統編隊的魯棒穩定性，並結合系統控制性能設計網路調度算法和最佳化網路協定參數，為多智慧型體系統在國民經濟和國防建設中的套用提供理論支撐。

結題摘要

本項目主要針對隨機網路中連線丟失、通信時延以及採樣等通信約束對多智慧型體協作不可忽略的影響，研究不確定通信環境下的信息處理和協調控制設計。首先，研究了通信受限下多智慧型體系統的一致性，分別考察了隨機連線丟失和通信時延對系統一致性的影響。對於隨機丟失網路中的高階多智慧型體系統，指出了網路連線權重和連線丟失機率對該系統可一致性的影響，並進一步給出了系統可一致允許的連線丟失機率上界。對於具有相同通信時延的高階多輸入多輸出多智慧型體系統，分別對固定拓撲和切換拓撲下的系統給出了系統一致的協定增益條件和時延條件，並進一步給出了可一致性允許的時延上界。對於具有不確定通信時延的異質單輸入單輸出多智慧型體系統，給出了系統存在高階一致解的充分必要條件，並利用這一條件進一步指出：對於具有非均勻通信時延的多智慧型體系統的高階一致性，並不要求一致性協定中引入的自時延必須等於相應的通信時延，同時給出自時延應當滿足的一個更為寬鬆的匹配條件。其次，研究了感測器網路中的分散式估計和分散式跟蹤問題。一方面研究了固定拓撲和切換拓撲下感測器網路感測周期對高階動態運動目標一致性跟蹤的影響，給出了實現目標跟蹤所允許的感測周期上界。另一方面研究了線性動態目標在同質感測器網路下的分散式濾波和分散式可檢測問題。分別考察了兩種分散式估計算法，並分別給出了在這兩種算法下目標分散式可檢測的充分條件和必要條件。最後，研究了多智慧型體的編隊控制問題。一方面，通過結合一致性和自適應設計方法給出了一種協同自適應估計器，避免了假設每個智慧型體都要得到期望的在軌速度信息；另一方面分別研究了欠驅動艦船尋跡編隊一組目標閉軌道的同時保持姿態同步的控制問題和外界時不變流場作用下的動力學小車穩定地沿著軌道編隊運動的控制問題。研究結果表明我們前期的同心壓縮擴張軌道的設計方法既可以擴展處理一類非凸閉曲線進而用於欠驅動艦船的協同運動控制，又可以擴展來處理流場作用下的魯棒協同路徑跟蹤控制。在本項目的資助下，共發表高水平學術論文14篇，其中SCI 收錄的國際期刊文章5篇，EI 收錄的國內國際會議文章9篇，發表於IEEE Transactions on Automatic Control 的文章1 篇，發表於Automatica 的文章1 篇。完成論文2篇，一篇投稿System & Control Letters，一篇投稿Automatica。