模型未知非线性多智能体系统描述性能一致性研究

This project aims to investigate the consensus tracking problem of unknown nonlinear multi-agent systems with tracking error constraints. Firstly, combing the model-free adaptive control technology and distributed control strategy, a controller is designed for unknown multi-agent systems with symmetrical constrained condition under fixed topology and switching topology respectively. On this basis, an adaptive controller is designed by using sliding mode control technology for unknown multi-agent systems with the asymmetric constrained condition. Furthermore, the consensus problem is solved for unknown multi-agent systems with tracking error constraints and unknown control direction. Finally, the proposed distributed control method will be implemented on the relevant semi-physical simulation platforms to evaluate the effectiveness. This research plays an important role in the development of consensus tracking control theory for unknown nonlinear multi-agent systems.

本项目研究模型未知非线性多智能体系统带有跟踪误差约束的一致性跟踪问题。首先，分别考虑固定拓扑与切换拓扑情况，利用无模型自适应控制技术与分布式控制策略，在对称约束条件下，研究模型未知多智能体系统控制器设计方法。在此基础上，考虑非对称约束条件，结合滑模控制技术，设计模型未知多智能体系统自适应控制器。进一步，分析系统控制方向未知和跟踪误差受限的情况，解决模型未知多智能体系统一致性问题。最后，将所提分布式控制方法在半实物平台上进行仿真，以验证其有效性。本项目的开展对于模型未知非线性多智能体系统一致性跟踪控制理论的研究具有重要意义。

本文提出了一种具有预设性能的数据驱动控制策略，以解决未知非线性多智能体系统符号有向图的分布式二部共识问题。每个拓扑中的代理动态是完全未知的，并且期望轨迹信息仅传递给代理的子集。首先，利用动态线性化方法将每个代理的未知非线性动态转化为等效的时变线性化模型。然后，通过考虑预设性能控制，给出一个严格递增函数，将非线性多智能体系统的约束跟踪误差条件转换为等效的无约束误差条件。同时，在固定拓扑和切换拓扑情况下，设计一种仅利用代理输入和输出数据的新控制协议。所提出方法不仅可以保证二部共识，而且可以确保跟踪误差始终收敛到给定的区域内。此外，通过适当调整设计的控制参数，可以获得更好的跟踪性能。最后，通过严格的理论分析，保证二部共识跟踪误差的收敛性，通过两个例子控制方案得到进一步验证。