《隨機多自主體系統的趨同能力分析和最佳化控制設計》是依託山東大學，由唐懷賓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：隨機多自主體系統的趨同能力分析和最佳化控制設計
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐懷賓
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨機逼近型趨同控制是多自主體系統抑制通信噪聲干擾的重要方法，信道噪聲、網路切換拓撲等不確定因素和多自主體系統的分散式結構交織耦合，顯著影響了系統趨同能力，也對理論分析帶來了困難。尋找最佳化趨同性能的控制已成為多自主體系統理論的一項迫切需求。. 本項目將融合隨機分析和控制理論的基本思想，研究隨機多自主體系統的趨同能力評價機制，進而探索最佳化趨同性能的控制算法設計。首先，從趨同誤差的顯式解入手，利用隨機微分方程比較定理和隨機過程極限理論分析趨同誤差在均方和機率1意義下的收斂性能，解決系統趨同能力與控制參數、網路參數（自主體個數、網路拓撲結構、信道噪聲強度）的量化關係這一核心問題。然後，研究保證趨同誤差收斂速度達到最大的條件，並探討最佳化趨同性能的實用控制算法設計。本項目的研究將推動多自主體系統分散式控制的理論研究，並將為實際工程領域涉及的分散式控制算法的設計提供新的理論依據和指導。
結題摘要
多自主體系統的趨同控制問題在工程、生物和社會經濟領域有著廣泛的套用背景，是當前控制領域的一個研究熱點。隨機逼近型趨同控制是多自主體系統抑制通信噪聲干擾的重要方法，信道噪聲、網路切換拓撲等不確定因素和多自主體系統的分散式結構交織耦合，顯著影響了系統趨同能力，也對理論分析帶來了困難。尋找最佳化趨同性能的控制已成為多自主體系統理論的一項迫切需求，我們主要考慮這一問題及相關理論基礎，主要結果如下：1. 針對隨機逼近型趨同控制這一抑制噪聲干擾的重要方法，量化的分析通信拓撲參數和控制參數對趨同誤差隨機收斂速度的影響。考慮如下兩種情形：1、在平衡有向圖下，給出了均方極限界的估計方法和保證快速收斂的網路拓撲和趨同增益步長的充分條件；2、在可擴展聯合聯通條件下，分析了可擴展參數、噪聲參數等通信拓撲圖參數和趨同增益步長對趨同誤差的均方收斂速度的影響，給出趨同誤差均方極限界的估計和保證快速收斂的充分條件。2. 針對一般連續時間線性時變系統，設計了一種兩階段的未知輸入觀測器，在利用輸出和狀態變換消除干擾之後，對變換後的新狀態系統模型套用Kalman濾波給出了收斂性條件。該方法可避免感測器信號的微分運算，可實現高效的運算。項目也在實際無線感測器網路研究方向做了一些工作。本項目的研究將推動多自主體系統分散式控制的理論研究，並將為實際工程領域涉及的分散式控制算法的設計提供新的理論依據和指導。
