多智能体系统的事件驱动一致性控制与多Lagrangian系统的分布式协同

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本文重点针对线性/非线性多智能体系统的一致性问题,开展了基于事件驱动和分布式协同的一致性控制算法研究。针对线性连续时间同构多智能体系统一致性控制中的连续通信问题,研究了基于事件触发预估状态反馈控制策略的分布式协同控制算法。提出了仅依赖于少数离散点通信的一致性控制律,使得智能体网络的状态趋于相同,且不发生Zeno现象,将传统的智能体间连续通信改善为某些离散时间点通信。提出了自触发预估状态反馈控制器,消除了智能体连续监测自身状态的限制。提出了基于观测器的事件触发预估输出反馈一致性控制器,解决了输出反馈情形下的一致性控制问题。针对线性离散时间同构多智能体系统一致性控制中的周期性通信问题,研究了事件触发预估状态反馈一致性控制算法。提出了仅依赖于少数采样点通信的一致性控制律,使得智能体网络的状态趋于相同,且不发生类Zeno现象,将传统智能体间的周期性通信改善为某些采样时间点通信。提出了自触发预估状态反馈控制器,消除了智能体周期性监测自身状态的限制。同样为状态不可测的情形,提出了基于观测器的事件触发预估输出反馈一致性控制器。研究了线性异构多智能体系统的事件驱动一致性控制算法。基于内参考模型和观测器的思想,提出了无外部干扰情形下的事件触发预估反馈一致性控制器,使得智能体的输出趋于相同。针对存在匹配外部干扰的情形,基于状态反馈提出一种切换控制律,使得智能体在抑制干扰的同时实现事件驱动输出一致,且不发生Zeno现象。研究了多Lagrangian系统的事件驱动一致性控制问题。基于辅助状态测量误差和触发函数,提出了事件驱动一致性控制律,使得多Lagrangian系统的广义位置能够趋于一致,广义速度趋于零,并且不会发生Zeno现象,很大程度上节省了通信资源。此外,对于常值参数未知的情况,研究了多机器人系统的事件驱动集结一致问题,使得仅通过有限离散点的通信,机器人系统的位置趋于一致,速度趋于零。研究了基于Lagrangian模型的多航天器分布式姿态跟踪控制问题。从航天器姿态系统出发,针对领导者的控制输入可能为非零,有界且对跟随者未知的情形,对每个跟随者提出分布式非连续自适应控制器,使得跟随者和领导者的姿态误差收敛到零。针对非连续控制器造成的抖振问题,基于边界层理论和σ修正提出了分布式连续自适应控制器。针对外部扰动和未建模动态问题,提出了分布式鲁棒姿态跟踪控制器,使得领导者航天器和跟随者航天器之间的组合误差渐近收敛到零。将航天器模型转化为广义的Lagrangian模型,研究了分布式自适应姿态跟踪控制问题。研究了多Lagrangian系统的分布式包含控制问题。基于分布式滑模观测器提出非完全和完全两种分布式自适应滑模控制算法,其中后者去除了需要每个跟随者知道领导者状态导数的上界和其他全局信息的限制,解决了无向图下考虑参数不确定性和外部干扰的具有多个领导者的多Lagrangian系统分布式包含控制问题。
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