基于自触发控制的一阶多智能体系统多目标追踪研究

简介：
本研究聚焦于一阶多智能体系统的协同控制问题，提出了一种创新性的自触发控制策略，有效实现了复杂环境下的多目标精准追踪。 在信息技术领域，多主体网络与自触发控制是当前的研究热点之一，在分布式系统及网络化控制系统中尤为重要。这类网络由大量节点构成，这些节点可以是机器人、移动传感器或其他能够互相通信的设备。通过局部信息交换与协调，它们可以在整个网络内形成复杂的动态行为。一致性问题（consensus）是一阶多主体网络研究的核心主题之一，指的是多个节点通过协商达成某种状态协议或共识的过程。 本段落探讨的是“在自触发控制下对一阶多主体网络进行多跟踪”的课题，即确保每个子网中的多个节点的状态能够逐渐趋近于某个期望的轨迹。为实现这种动态一致性，研究人员引入了有向拓扑结构，并设计了相应的自触发协议和触发函数来解决静态及有界动态下的多跟踪问题。通过这种方式避免系统出现Zeno行为（动作无限频繁发生的情况）。数值示例验证了这些方法的有效性。 论文摘要指出其研究目标是解决一阶多主体网络的多跟踪问题，而引入自触发控制能够使各个节点根据预设条件自主决定是否更新状态，从而节约通信资源并减轻计算负担。与传统的时钟触发控制相比，自触发控制仅在满足特定条件下才激活系统动作，有助于节省能源及减少不必要的通信。 此外，文章还提到分布式协作控制是由于最新技术发展推动的领域之一。嵌入式微处理器被广泛应用到多主体网络中负责收集信息和执行控制器更新任务。然而，在资源有限的情况下，这些设备往往存在计算能力限制的问题。自触发控制的应用能更好地适应这种环境约束。 该研究背景在于许多复杂应用（如资源探索与危险检测）需要大量机器人、车辆或移动传感器协同工作完成特定任务。一致性问题在这样的背景下变得尤为重要，因为共识意味着一组节点通过协商达成某种协议；而多跟踪则是在存在期望轨迹的情况下考虑主体群体如何达到这一目标。 文章关键词包括：多主体网络、静态多跟踪、有界动态多跟踪及自触发控制等术语。其中静态多跟踪指的是系统参数固定不变的情况，而有界动态多跟踪则是指允许系统参数有一定变化范围的情形下达成的追踪效果。 引言部分指出，在许多复杂任务中需要大量机器人或移动传感器协同工作完成特定目标（例如资源探索与危险检测）。这些应用推动了对一致性算法的研究。这类算法是确保网络内多个主体状态一致的关键技术，但当存在期望轨迹时传统的共识方法可能无法满足需求，因此研究在有期望轨迹存在的追踪问题变得重要。 本段落的主体内容涉及一阶多主体网络中多跟踪问题的数学建模和控制策略设计，并探讨了如何利用自触发控制来达成这一目标。这包括对网络拓扑、控制系统及系统稳定性的深入分析。通过数值示例，作者展示了所提方法的有效性并为解决这类问题提供了可行方案。 文章通过对一阶多主体网络中采用自触发控制进行多跟踪的研究，不仅丰富了该领域的理论基础和实践指导意义，在资源有限的情况下还能确保系统的性能表现，对于推动智能系统中的应用具有重要意义。