摘要：针对多导弹打击地面固定目标问题,基于图论知识和滑模控制理论,提出了一种有向拓扑条件下有限时间收敛的三维协同制导律。制导律可使各导弹的打击时间趋于一致,同时满足导弹终端高低视线角和方位视线角约束。建立了弹目三维相对运动模型,并对时间协同制导问题和角度协同制导问题进行了描述。通过对协同制导问题的分析,将制导问题分为视线方向和视线法向两个通道分别进行考虑。在视线方向上,选取相邻导弹间的距离误差和接近速度误差为状态变量,设计时间协同制导律,并证明了制导律在具有有向生成树的有向拓扑条件下,可使各导弹打击时间在有限时间内趋于一致;在视线法向上,考虑高低视线角和方位视线角之间的耦合关系,设计三维角度约束制导律,通过理论证明了制导律的有限时间收敛性。设置了典型仿真条件进行了仿真,仿真结果显示制导律具有较高的制导精度,可在有限时间内满足时间协同和角度协同要求,验证了制导律的可行性。

摘要：针对分布式群系统编队控制问题,提出一种有向拓扑条件下的分布式编队控制方法。首先,通过在控制协议中引入辅助函数,利用变量代换,将编队控制问题简化为自治系统的稳定性问题,使得复杂的控制问题简单化。其次,通过求解线性矩阵不等式设计控制增益矩阵,形式简单,求解复杂度低。然后借助李雅普诺夫方法分析系统的稳定性。仿真实验表明,多无人机系统在分布式控制协议下,能够有效实现编队跟踪控制。

摘要：针对具有本质非线性动态的多智能体系统,研究固定时间的包含控制问题.假设只有部分跟随智能体能够直接获取领导智能体的状态信息,而且跟随智能体的通信拓扑是有向的,设计分布式的控制协议来解决固定时间的包含控制问题.利用代数图论、矩阵理论和固定时间稳定性理论,得到了系统解决包含控制问题的拓扑条件.最后仿真实例验证了理论的正确性.

摘要：针对带有信道衰落下二阶多智能体系统的有限时间一致性跟踪问题,文中提出了基于滑模策略的分布式控制算法。根据智能体的拓扑结构搭建数学模型构造了随机信道衰落影响下的一致性误差函数,基于误差函数设计一致性协议将系统的一致性问题转化为跟踪误差系统的稳定性问题。设计了指数型非奇异终端滑模面,结合Lyapunov稳定性理论和滑模控制理论分析了误差系统的有限时间稳定性和滑模可达性。采用1个领导者和4个跟随者的多智能体模型进行仿真实验,结果显示4个跟随者可以准确跟踪领导者,达成系统跟踪一致性,且在10 s时其误差函数曲线也趋于0,证明了控制策略的有效性。

摘要：针对四旋翼无人机编队重构协同控制问题,基于切换通信拓扑结构的积分滑模控制(ISMC)方法进行了研究。根据四旋翼无人机间的通信拓扑关系以及编队重构特性,建立了四旋翼无人机编队模型。针对编队重构过程中可能出现的通信可靠性问题,提出了通信拓扑切换条件,结合积分滑模控制理论对切换通信拓扑条件下的协同控制器进行设计,并结合切换系统理论对编队系统稳定性进行了证明。仿真结果表明,无人机编队系统在编队重构过程中采用切换通信拓扑结构以及滑模控制方法能保证系统的稳定性,验证了方法的有效性。

摘要：针对目前研究的多智能体系统一致性问题,其控制器均为理想情况,很少考虑控制器摄动问题,提出了非脆弱一致性控制器设计方法。并将智能体之间的通信拓扑假设为更加符合实际情况的一般有向拓扑,且各智能体控制器包含了不同的不确定性。通过适当的变量变换,将一致性问题转化为具有较低维度的系统稳定性问题;然后,基于Lyapunov稳定性分析和代数图论推导了系统达成一致的充分条件,给出了控制器增益矩阵设计方法。仿真结果表明:所设计的控制器可以实现多智能体系统的一致性控制。

摘要：针对多飞行器系统协同控制问题,研究了基于事件驱动机制的控制设计方法。结合有向通信拓扑和编队位置描述建立了空间多飞行器系统的模型,在飞行器编队中引入事件驱动方法,设计了一般形式的事件触发函数,在非触发时间内利用触发时刻的信息生成了协同控制律,使得飞行器在非持续通信下能够形成三维空间任意给定的队形,并从理论上给出了协同控制问题的稳定性证明。提出的方法不需要飞行器系统的全局信息,飞行器只需要在触发时刻进行通信和控制器的更新,更有利于实际情形中的应用。仿真结果验证了该方法的有效性。

摘要：本文研究了在有向拓扑结构下,马尔可夫跳变故障多智能体系统的混合无源/H1容错一致性问题.首先,针对系统中的执行器偏移故障,基于增广矩阵方法设计故障观测器以估计未知的偏移故障.进而,利用所估故障信息,基于混合无源/H1性能指标,利用代数图论、自由权矩阵、增广矩阵和线性矩阵不等式等方法,设计了相应的容错控制器,实现了故障情况下多智能体系统的容错一致性,最后通过数值仿真验证了该方法的有效性.

摘要：同构集群系统因其组成个体的单一性而存在功能上的局限性。异构集群系统的个体组成具有多样性,因此可以扩展同构集群系统的功能。针对异构集群系统的编队跟踪控制问题,文中基于领导者-跟随者模型,在有向通信拓扑结构下设计了一种分布式PI编队跟踪控制协议。设计了期望的时变编队队形,跟随者在跟踪领导者的同时可保持期望的编队队形,使系统中的所有智能体均能够达到期望位置。考虑到真实系统会受到外部未知有界扰动和一些不确定因素的影响,因此基于李雅普诺夫稳定性理论给出了保证系统跟踪误差一致有界的充分条件,并进行了鲁棒性分析。根据设计的控制协议及控制条件进行了仿真验证,结果表明所设计的PI编队跟踪控制策略能够有效解决异构集群系统的编队跟踪控制问题。

摘要：考虑水下机器鱼的运动学约束及包含控制中的领导者选择问题,将可控性理论与包含控制相结合,针对有向多机器鱼系统,提出一种基于二分图最大匹配的多机器鱼可控包含控制算法.首先,针对有向多机器鱼网络拓扑结构,利用二分图最大匹配算法求得满足系统可控的驱动节点,即为领导者,其余节点为跟随者;其次,针对2D仿真机器鱼模型设计相应的包含控制协议,从而实现多机器鱼的可控包含控制,且最终跟随者鱼体前端刚体长边方向与领导者保持一致,并应用Lyapunov稳定性理论证明系统的稳定性;最后,基于URWPGSim2D多机器鱼仿真平台进行两组仿真实验,一组随机选取领导者,另一组采用二分图最大匹配算法确定领导者,对比仿真结果表明,所提算法能够有效地实现多机器鱼的可控包含控制.