摘要：针对系统模型动态不确定的高阶异构无人集群系统在切换通信拓扑下的时变编队控制问题,提出一种基于积分强化学习的最优分布式分层编队控制方法。结合时变编队切换向量构建多四旋翼无人机系统与多无人车系统的增广系统,将异构集群系统的时变编队控制问题转化为镇定问题。引入带折扣因子的价值函数,将异构集群系统的镇定问题转化为最优控制问题。在不破坏一致性分布式编队控制协议的基础上,仅替换反馈增益参数并对其进行取平均操作,以得到整个异构集群的最优时变编队切换控制协议。利用单网络“动作网络-评价网络”结构,结合积分强化学习算法和分布式控制方法,在线实时更新分布式时变编队切换控制器的反馈增益。通过理论证明和仿真实验验证了所设计控制方案的有效性和优越性。

摘要：针对通信拓扑切换下多导弹协同打击问题,提出了一种基于切换策略的时空协同制导律。针对时间约束,结合一致性算法设计分布式制导律,并基于李雅普诺夫理论证明系统在有限时间收敛,可以实现同时打击。对于空间约束,采用弹道成型制导律使各导弹收敛到期望的视线角。设计切换策略,使得导弹能够同时实现时间和角度协同攻击。仿真分析验证了所设计制导律能在切换拓扑条件下和弹群失去1枚导弹的情况下实现齐射攻击和角度约束。

摘要：在切换拓扑的多智能体系统中,针对高低密度信息减弱一致性的问题,提出了一种基于分层邻域选择算法(Layered Neighbor Selection,LNS),该算法对智能体的邻域进行层次划分,从每层中选取具有代表性的邻居智能体进行通信、状态更新和状态演化,然后设计了层次调整策略和层次融合策略来加快收敛速度,最后设计了分层邻域选择一致性协议,且给出了层数对收敛的影响。现有的一致性协议,收敛效果受限于特定密度范围,受不同密度的影响较大,而本文提出的协议能适应不同密度范围,并在系统稳定的条件下提升收敛速度,且通过李雅普诺夫函数法证明了一致性协议的稳定性。最后通过仿真实验,并与几种一致性协议进行比较,验证了所设计的一致性协议能有效加快系统收敛速度。

摘要：针对群系统编队形成问题,提出一种切换拓扑下保性能的优化控制方法.首先,建立保性能编队形成问题的数学描述,设计编队控制协议;其次,通过变量代换,给出群系统实现时变编队的充分条件,借助李雅普诺夫方法分析系统的稳定性;再次,通过求解线性矩阵不等式,设计编队控制器,给出群系统性能上界值的数学表达形式.最后,通过仿真实验验证了所提控制方法的有效性.

摘要：针对通信拓扑至少含有一个沿迭代轴的联合生成树且同时沿有限时间轴和无限迭代轴切换的情况,文本研究了存在测量受限的连续线性多智能体系统输出一致性迭代学习控制问题.首先,文章采用迭代学习控制方法设计了一种基于跟随者局部信息的分布式输出一致性协议.然后,给出了系统可解输出一致性问题的两个充分性条件,其中之一可使跟随者实时获取迭代学习增益,避免了全局信息对学习增益设计的影响,且保证了算法的分布式实现.接着,利用λ范数理论和圆盘定理严格证明了所设计算法的收敛性.最后,通过实例仿真验证了所得结论的有效性.

摘要：本文研究一类具有未知控制系数的非线性多智能体系统自适应神经网络分布式控制策略.首先,针对切换拓扑下具有未知控制系数的非线性多智能体系统一致性问题,提出一类自适应神经网络一致性控制算法.其中,采用神经网络函数逼近方法解决系统中的不确定性问题,并设计一项自适应光滑项处理有界扰动和神经网络函数逼近误差.随后,证明了切换拓扑下具有未知控制系数的非线性多智能体系统的一致性,并保证了闭环系统的有界性.此外,本文把相关的一致性算法扩展到了一般有向图含有一个有向生成树的情形.最后,通过仿真实例验证了本文所提算法的有效性.

摘要：针对异构无人集群存在层内不同协同控制目标以及层间协同耦合的控制问题,提出了“编队-合围跟踪”控制的定义与框架,采用具有时变输入的跟踪-领导者来生成集群系统的整体参考轨迹,克服了现有编队-合围控制中无法有效控制集群整体宏观运动的缺陷。对于存在切换拓扑的高阶异构集群系统,基于分布式鲁棒自适应估计技术以及预先定义的合围控制策略,利用邻居局部信息交互构造了分布式编队-合围跟踪控制器,给出了分层耦合情况下控制器的多步设计方法。采用共同李雅普诺夫稳定性理论,证明了切换拓扑条件下异构集群实现输出编队-合围跟踪的充分条件。通过无人机-无人车异构集群的仿真例子,验证了所提出的编队-合围跟踪控制方法的有效性。

摘要：针对有扰动的一阶非线性多智能体系统在切换拓扑下的实际固定时间平均一致性问题,提出了基于动态事件触发机制的固定时间一致性协议.该一致性协议在节约更多资源的情况下,使多智能体系统以更快的速度达到一致.相对于有限时间一致性控制算法,固定时间一致性控制算法的收敛时间不依赖于初始状态,并且可以通过选择合适的控制器参数设定相应的收敛时间上界.通过设计一个包含双曲正切函数的测量误差,证明系统不存在Zeno行为.由于内部动态变量的引入,大量不必要的触发被取消,从而节省能量损耗.最后,通过仿真实验验证算法的可行性和有效性.

摘要：针对群系统编队跟踪控制问题,提出了一种切换拓扑下保性能的优化控制方法。建立了基于领航跟随结构的编队跟踪控制问题的数学描述,引入分布式性能指标描述群系统编队调节性能。利用一致性理论设计了基于领航跟随结构的编队控制协议。借助李雅普诺夫方法分析系统的闭环稳定性,给出保性能上界的数学表达形式。利用数值仿真验证了所提控制方法的有效性,群系统可在性能上界下实现编队跟踪控制,且在编队跟踪速度和消耗性能方面优于已有文献。

摘要：针对切换拓扑条件下的多刚体系统分组姿态协同控制问题进行了研究.采用修正型罗德里格斯参数(modified Rodrigues parameters)描述刚体姿态.构造的多刚体系统包含若干个分组,并通过分块的邻接矩阵和Laplacian矩阵来描述切换拓扑.给定了分组姿态协同的定义,设计了分布式的控制输入.证明了多刚体系统达到分组姿态协同的充要条件是系统拓扑为连通图.并且每个拓扑的驻留时间不影响系统达到分组姿态协同.理论分析过程中应用了 Lyapunov稳定性理论.计算机仿真表明了所设计的控制输入的有效性;并且仿真结果说明,如果切换拓扑不连通,那么多刚体系统无法达到分组姿态协同.