摘要：在多固定翼无人机编队跟踪控制问题中,系统地处理输入饱和约束、外界输入扰动以及无人机间避碰安全约束存在着挑战。针对这些挑战,本文提出了一种基于高阶控制障碍函数方法的分布式鲁棒避障协同编队控制律。首先,在不考虑避障约束的情况下,设计了一种满足输入和速度约束的多固定翼无人机标称鲁棒编队跟踪控制律。该标称控制律基于滑模控制方法,能够在有界输入扰动影响下实现精准的编队跟踪控制。然后,针对无人机之间的避障要求以及无人机与障碍物之间的避障要求,分别设计了考虑输入约束的改进高阶控制障碍函数,并基于不变集理论,推导了存在外界输入扰动情况下的线性控制输入避障约束条件。最后,基于标称编队跟踪控制律和鲁棒控制输入避障约束条件,为各固定翼无人机构造了一个局部二次规划问题,并通过求解该问题得到最终的鲁棒避障安全编队跟踪控制律。仿真实例表明,本文设计的控制律相较于不考虑外界输入扰动的控制律而言可以有效地处理扰动,相较于基于势函数方法的控制律而言减轻了系统产生的震颤并且更好地处理了无人机的速度约束,相较于基于分布式MPC(模型预测控制)方法的控制律而言在计算时间方面有了显著提升。上述结果验证了所设计控制律的创新性和有效性。

摘要：随着攻击的智能化发展,攻击倾向于合谋以提高隐蔽性并造成更大的破坏,给多智能体系统在复杂环境中执行协同控制任务带来巨大挑战.在攻击合谋能力受限的约束下,设计抗合谋攻击的分布式隔离算法,分析攻击零漏报的充分条件.在此基础上,提出基于攻击隔离的弹性控制算法,确保正常智能体完成既定一致性任务,提高多智能体系统的弹性和抗毁性.

摘要：针对具有随机切换通信拓扑结构的二阶固定翼无人机集群系统的跟踪控制问题,提出了一种分布式预设时间自适应滑模控制方法。首先,建立了固定翼无人机集群的三自由度数学模型,并将其转化为带有扰动的二阶积分器模型。基于上述所建立的模型,选择了一个合适的滑模面,并在此基础上设计了分布式预设时间跟踪控制器,考虑到无人机集群系统在飞行过程中面临的干扰问题,提出了自适应控制策略来对其进行处理。此外,本文引用了一个预设时间定理,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了该二阶无人机系统可以在预设时间内达到稳定。最后,通过数值仿真验证了本文所提出的随机切换拓扑下固定翼无人机集群系统的跟踪控制策略具有可行性。

摘要：近年来,群体智能系统安全协同控制受到人们越来越多的关注,其核心思想是通过实施具有一定安全性保证的分布式协议实现协同控制任务。首先介绍了群体智能系统安全协同控制的研究背景,然后给出了补偿式和删除式2种典型的安全协同控制方法,并深入分析了观测器设计、攻击隔离和控制策略在补偿式安全协同控制方法中的作用,以及通信网络结构在删除式安全协同控制方法中的重要性,最后提出了群体智能系统安全协同控制的发展趋势和值得深入研究的方向。

摘要：研究了具有模型不确定性和执行器故障的多水面无人艇系统的编队跟踪控制问题。通过在线信息交互,为跟随无人艇设计完全分布式观测器以估计期望的位置、航向和速度,并提出命令滤波反推控制协议。该控制协议实现了闭环误差系统的实用指数稳定性及多无人艇系统的编队跟踪。该控制方法的一个优点是不依赖于通信拓扑图Laplacian矩阵的谱信息,使得提出的控制协议能在完全分布式架构下实施。仿真实验验证了该控制协议的有效性。

摘要：执行机构的物理限制等因素的影响,多飞行器姿态一致性控制面临姿态和角速度约束的挑战,加大了设计有效姿态一致性控制器的技术难度。针对此问题,提出了一种状态约束(含姿态和角速度约束)下的多飞行器有限时间姿态一致性控制器。利用非光滑理论和代数图论的知识设计了一类有限时间姿态一致性控制策略,并结合障碍Lyapunov函数技术构建了一类新颖的姿态一致性跟踪控制器。理论分析表明,提出的控制器能够在满足姿态和角速度约束条件下实现所有飞行器的姿态在有限时间内跟踪到期望姿态值。该方法具备结构简单、自定义约束适应性强和快速收敛等优点。仿真结果表明,所提的方法能够在满足姿态和角速度约束的条件下实现多飞行器对期望姿态的有限时间一致性跟踪。

摘要：研究了一类具有主从结构的二阶非线性多智能体系统的固定时间同步问题.基于齐次系统理论,设计了一个新的固定时间同步控制算法,使得多智能体系统可以在固定时间之内达到同步.理论研究表明,多智能体系统的同步时间可以预先确定并且不依赖于任何系统初始条件.最后,对多智能体系统的同步进行了数值仿真,验证了该方法的有效性.

摘要：本文研究权重平衡有向网络下分布式约束优化问题的求解,其中网络的全局目标函数是由每个智能体的局部目标函数的和构成,全局的约束是由每个智能体的局部约束的交构成.为了分布式求解该问题的最优解,首先引入智能体的局部共轭函数将其转换为Fenchel对偶问题.其次,从Fenchel对偶问题出发,提出一类基于奇异摄动系统的分布式连续时间算法.在局部目标函数和其梯度分别满足强凸和Lipschitz(李普希兹)连续的情况下,结合凸分析方法和Lyapunov(李雅普诺夫)稳定性理论,结果表明所提算法能够获得原问题和对偶问题的最优值.最后,数值仿真进一步验证了所提算法的有效性.

摘要：近年来,基于复杂网络理论的城市公交网络研究得到了人们的广泛关注,相关的研究成果有助于深入理解城市公交网络的运行机理,并为这类网络的设计、优化与控制提供帮助.首先介绍了城市公交网络的研究背景、城市公交系统的网络描述和相关的网络概念.然后从网络的静态特性分析、演化生成建模、行为研究和应用研究等方面对国内外的研究现状进行了总结和分析.最后,总结并讨论了当前基于复杂网络的城市公交网络的研究状况与发展机遇.

摘要：针对带有不确定性动态的二阶系统模型参考轨迹跟踪控制问题,设计了一种基于鲁棒控制障碍函数的安全强化学习算法。该算法能在学习跟踪控制器的过程中保证系统避障。首先,对具有安全约束的轨迹跟踪控制强化学习问题进行建模。其次,利用高斯过程模型对未知系统动力学的估计,得到鲁棒的避障控制障碍函数条件,在该条件下得到概率意义下的系统安全性保证。最后,提出基于鲁棒控制障碍函数的安全强化学习算法,得到最优模型参考轨迹跟踪控制律。仿真结果验证了所提算法的有效性。