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自触发无领导第二秩序多智能体共识算法...

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简介：
简介：本文提出了一种创新的自触发无领导第二秩序多智能体系统中的共识达成方法，通过优化各智能体间的通信与协作过程，显著提升了复杂环境下的决策效率和稳定性。 Proceedings of the 38th Chinese Control Conference, Guangzhou, July 27-30, 2019, pages 5835-5840 (EI)

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  • 自触发无领导第二秩序多智能体共识算法...
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    简介：本文提出了一种创新的自触发无领导第二秩序多智能体系统中的共识达成方法，通过优化各智能体间的通信与协作过程，显著提升了复杂环境下的决策效率和稳定性。 Proceedings of the 38th Chinese Control Conference, Guangzhou, July 27-30, 2019, pages 5835-5840 (EI)
     
  • 基于分布式自触发的多智能体系统共识控制
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    本研究探讨了在多智能体系统中应用分布式自触发机制实现有效共识控制的方法和理论基础，旨在提高系统的响应效率与稳定性。 分布式自触发控制是多智能体系统领域的一个研究热点，它探讨如何在缺乏外部干预的情况下，通过基于状态信息的自主决策与行动来实现系统的协调一致。多智能体系统（MAS）由多个相互连接且能够协同工作的智能体组成，它们共同完成特定任务。 相比传统连续监控或事件触发控制方法，自触发控制具有独特优势。事件触发控制系统在某些预定条件下才会执行数据传输或控制操作；这些条件通常基于测量误差超过预设阈值而产生。尽管这种方法可以减少资源消耗并提高系统的鲁棒性，但大多数通用设备难以实现持续的专用硬件监控。 相比之下，在数字平台上应用自触发控制更为可行。在这种机制下，控制器更新的时间点是在上一次数据传输时计算出来的，并不需要追踪两次连续更新之间的误差变化情况。这不仅减少了系统对资源的需求，还简化了算法设计过程，使之更易于实施和部署于多智能体环境中。 然而，在实际操作中并非所有状态下信息都能被完全获取到。因此需要开发能够处理部分状态不可观测问题的自触发控制策略。本段落提出两种分布式自触发控制方案：一种基于状态反馈，另一种则采用输出反馈方式设计。这两种方法均表明当通信图连通时可以实现系统内的共识。 文中还通过实例展示了所提控制协议的有效性，并为未来研究提供了理论基础和实践指南。关键词包括多智能体系统（MAS）、共识、自触发控制、状态反馈及输出反馈，全面反映了该文的研究范围与深度。分布式自触发控制系统不仅适用于线性系统的应用，在非线性场景下也具有重要参考价值。尽管仍存在挑战如通信延迟处理以及高效算法的设计等问题，但自触发控制无疑为多智能体系统提供了一个高效的解决方案方向。
     
  • 基于自触发输出反馈的多智能体系统共识控制
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    本研究探讨了通过设计自触发机制来减少通信负载，并实现基于事件驱动策略的多智能体系统的状态一致性和跟踪一致性问题。 自触发输出反馈控制是控制理论领域的一项技术，在多智能体系统（MASs）的共识问题上具有重要作用。在这样的系统里，每个个体可以是机器人、传感器或无人机等，它们通过局部信息与邻近成员互动来协同工作。共识问题的核心是如何让这些组件达成一致的状态值。 本研究论文提出了一种基于输出反馈的新自触发控制策略。这种策略不同于传统的时触发控制，在后者中控制器定期执行任务；而在前者中，则是根据系统实际运行情况动态决定何时更新控制信号，从而有效节约资源和减少不必要的计算与通信开销。 文中讨论的自触发方法适用于集中式及分布式两种架构。在集中式的框架下，有一个中央控制器负责收集所有个体的信息并做出决策；而分布式则让各个成员直接互动，并各自拥有局部控制器来处理信息。无论哪种情况，在系统状态不可获取时都需借助状态观测器来估计每个组件的状态。 论文中还提出了一种动态观测器控制律以优化系统的瞬态响应和整体性能。这种装置能够通过输入与输出数据动态调整自身参数，从而准确地跟踪并估算出内部状态的变化。在每次触发之后，系统及控制器都会更新其状态，并预定下一次的触发时间点。 研究不仅关注共识问题本身，还涉及群体行为（如群集）和分布式滤波等议题。这些领域探讨了如何让一组组件模仿生物群体的行为模式进行协调运动或活动，以及如何合作处理信息以完成数据融合与过滤任务。 在实际应用中，例如工业自动化、军事指挥系统及机器人足球队等领域，多智能体系统的协同控制都有着广泛的应用前景。这依赖于有效的共识协议来确保多个个体能够协作实现共同目标。 这项研究的重要意义在于通过自触发策略为解决MASs的共识问题提供了新的方法论。相比早期基于定期触发的方法，在资源利用方面具有明显优势：在不需要进行操作时避免了不必要的计算和通信，从而优化能耗与信息处理负担，特别是在能源有限或带宽受限的情况下尤为关键。 论文还展示了一个数值实例来证明所提出控制策略的有效性，并通过对比展示了其相较于传统方法在收敛速度、精度以及资源消耗等方面的优势。 该研究为多智能体系统的共识问题提供了新的视角和解决方案，在理论与实践层面均具有重要贡献。随着技术的发展，这种自触发输出反馈控制策略将会有更广泛的应用前景及深入的研究价值。
     
  • 【多智能体控制】单一领导-跟随架构与多重领导下的多智能体蜂拥算法【附带Matlab代码 7999期】.zip
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    本资源提供了一种基于单一领导和多重领导机制的多智能体蜂拥算法，适用于研究多智能体系统的控制策略。附有详尽的Matlab代码以供实践应用与学习。 多智能体控制是当代智能控制领域的一个重要分支，它涉及多个智能体（如机器人、无人机、软件代理等）之间的协同操作与通信。在这样的系统中，各成员间的协作互动对于完成复杂任务至关重要。而设计有效的控制策略则是该领域的核心挑战之一，旨在使这些智能体能够协同工作，并形成稳定的整体行为。 单个领导者-跟随者模式是多智能体控制系统中的基础形式之一，在这种结构下，一个智能体担任领导者的角色，其余的则作为跟随者。领导者的主要任务通常是制定全局规划和策略，而每个跟随者通过感知领导者的行为来调整自己的行动以维持系统的整体协作性。在这一模型中，跟随者需要具备识别领导者状态的能力，并能够根据其状态及自身当前的状态做出相应的行为调整。单个领导者的模式对智能体之间的信息交换机制、动态模型预测以及精确的状态估计能力提出了较高的要求。 相比之下，多领导者-多智能体蜂拥控制模式更加复杂，它涉及到多个领导者各自负责一部分跟随者，或者共同协作形成复杂的群体动力学。在这种情况下，成员间的通信拓扑结构、信息共享机制及协同决策算法都变得更加复杂化。此外，在这种模式下，需要实时协调各个领导者的策略以避免冲突并提升整体效率。随着智能体数量的增加，系统稳定性与鲁棒性的要求也随之提高，这进一步提升了控制算法设计和实现的要求。 MATLAB作为一种广泛应用的科学计算软件，在多智能体控制系统研究中扮演了重要角色。该平台提供了强大的数学运算能力和丰富的工具箱支持，使得研究人员可以轻松进行模型设计、算法验证以及仿真实验等操作。本压缩包中的MATLAB源代码可能包含用于模拟和分析单个领导者-跟随者模式或多个领导者的控制策略的仿真程序。通过这些资源，用户能够更直观地理解多智能体控制系统的行为动态，并评估不同控制方案的效果。 总的来说，多智能体控制是现代控制理论与计算机科学交叉融合的产物，在学术界受到广泛关注的同时也在工业领域展现出巨大的应用潜力。通过对各种模式的研究可以促进智能化系统设计创新、提升自动化及机器人技术的应用水平，并为解决实际问题提供更加高效和智能的解决方案。
     
  • 基于事件触发机制的二阶多智能体领导者-跟随者一致性仿真研究
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    本研究聚焦于通过事件驱动策略优化二阶多智能体系统中的领导-跟随模式的一致性问题，并进行相关仿真分析。 这段代码实现了一个带有领导者的二阶多智能体系统的仿真程序，并采用了事件触发机制来控制通信频率。具体内容如下： 1. 初始化系统参数：包括邻接矩阵A、拉普拉斯矩阵L以及领导跟随矩阵H。 2. 定义了描述二阶动态系统的微分方程模型，使用RK4方法进行数值求解。 3. 采用事件触发策略优化智能体间的通信和状态更新。每个智能体会根据自身与邻居的误差信息来决定是否发起通信。 4. 结果可视化：展示系统的位置、速度变化趋势以及控制输入等。 此代码适用于研究多智能体系统的领导跟随一致性问题，通过引入合理的控制参数及事件触发机制，能够有效降低不必要的通信成本并提高整体性能。然而，在实际应用时需要根据具体情况进行适当的参数调整（如邻接矩阵A和领导跟随矩阵H）以获得最佳效果。对于初学者而言，这段代码提供了学习多智能体系统理论及其仿真方法的良好范例。
     
  • 自触发共识控制在多主体系统中的应用
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    本研究探讨了自触发共识控制策略在多主体系统中的应用，通过减少通信频率提高系统的能效和稳定性。分析表明该方法在保持系统一致性的同时降低了能耗。 多主体系统的自触发共识控制是一种研究多个智能体组成的网络系统的方法，旨在让每个智能体能够在预先设定的时间独立计算出其下一个更新时间实例。与传统的事件触发控制策略相比，这种自触发控制中不需要在连续的更新间隔之间持续追踪状态误差，从而扩展了现有的研究成果。 该领域的关键概念包括多主体系统、自触发控制、汇集和共识。理解这些术语对于把握论文的核心内容至关重要。 这项研究背景主要涉及移动机器人或远程传感器等设备的实际应用需求，这些设备通常被设计用于合作完成复杂的任务，例如搜救行动和生命救援。工程项目的实际需要推动了对复杂网络系统的协调控制理论的研究成为近年来的热点问题。在这一领域中提出的许多具体问题，如队形控制、汇集、群体飞行、覆盖与部署等都是特例。 多主体系统中的分散协调控制的关键要素包括通信方案和控制器激活策略的设计。随着硬件制造技术的进步，为设计复杂的多主体系统提供了可行性条件。文章介绍了一种特殊的分布式自触发控制系统，并证明了该方法能够实现智能体的汇集目标。通过数值示例验证了所提出的控制方法的有效性。 文中提出了一种解决自触发共识控制问题的新方案，不仅扩展了现有的理论基础，还为实际应用带来了新的视角。由于每个智能体独立计算更新时间点，这将减少通信需求和资源消耗，并提高系统的整体效率。此外，这种策略简化了控制过程，因为不需要持续监测状态误差。 在多主体系统的研究中，自触发共识控制是一个相对较新的领域，在过去十年里随着对分散控制系统的需求增长而迅速发展。这一领域的研究因其在资源受限环境中的潜在高效率受到重视，并允许智能体以较低的通信频率进行决策而不牺牲性能表现。 该研究提出了一种创新性的自触发控制框架，旨在通过减少主体间的通信需求来提升系统的整体效能。这种策略适用于各种需要高度自主化的分布式系统，如机器人、传感器网络等，在实际工程应用中具有广泛的前景。结合理论分析和数值示例证明了其有效性，并为未来的研究奠定了基础，以期实现更高效且智能的多主体控制系统设计。
     
  • 二阶领导四跟随：基于多智能体系统的分析
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    本研究探讨了二阶领导四跟随模型在多智能体系统中的应用与效果，通过理论分析和实验验证其稳定性及适应性。 在多智能体系统中的二阶情况下，有一个领导者和四个跟随者。
     
  • 二阶多智能体系统中的跟随者-多领导者聚集控制
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    本研究探讨了在复杂环境中，如何通过协调算法使多个跟随者机器人自主地向多个移动领导者靠拢并形成特定队形的问题。 对于二阶连续时间多智能体系统的跟随者-多领导者集合聚集控制问题，在假设每个领导者的运动速度为同一常数且彼此间无通信的情况下，基于邻居原理提出了新的控制协议。该协议分别针对网络没有通信限制（零通信时延）和存在通信时延的情形进行了设计。通过频域分析、矩阵理论以及Nyquist稳定性判据，研究了在两种情况下所有跟随者能够聚集于由多个动态领导者构成的凸多边形区域的充分条件，并通过数值仿真验证了所提控制协议的有效性和可行性。
     
  • 二阶多智能体系统的领导-跟随时延仿真研究
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    本研究探讨了二阶多智能体系统在存在时延情况下的领导-跟随控制策略，通过仿真分析揭示其稳定性与性能特征。 Leader-following时间延迟二阶多智能体系统的MATLAB仿真研究
     
  • 基于事件驱动的二阶多智能体领导跟随一致性
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    本研究探讨了基于事件触发机制下的二阶多智能体系统中领导-跟随模式的一致性问题。通过优化通信策略，提高了系统的效率与稳定性。 本段落探讨了在固定有向拓扑下二阶多智能体系统的领导跟随一致性问题，并提出了一种基于事件触发控制的一致性算法以节省网络与计算资源。具体而言，对于每个跟随者智能体，设计了一个状态误差形式的触发函数，确保只有当状态误差满足特定条件时才会发生事件并更新和传递采样信息；而在两个连续事件之间，则仅由领导者信号影响控制输入。通过模型变换、矩阵理论以及Lyapunov稳定性理论证明了实现领导跟随一致性的充分条件，并且仿真结果证实该方案的有效性和可行性。