多智能体系统动态事件触发脉冲一致性与包含控制研究

This project mainly studies dynamic event-triggered impulsive consensus and containment control of multi-agent systems. Using theory of event-triggered control, impulsive control and input-state stability, dynamic event-triggered impulsive consensus and containment will be investigated for multi-agent systems with no leader, one leader and multiple leaders, repectively. At first, consensus and containment will be studied under fiexed/switching topology. In the case that there is no leader in the network, the theory frame of dynamic event-triggered impulsive control is studied for single system, then the consens problem will be solved out by using the obtained theory. Both the average consensus condition and the convegency analysis will be given; While there is one leader or virtual leader in the network, dynamic event-triggered impulsive pinning consensus is investigated based pinning nodes selection method; When there are multiple leaders in the network, using the obtained theory of dynamic event-triggered impulsive consensus and theory from containment control, dynamic event-triggered impulsive containment will be studied. Then, consensus and containment problems will be investigated under dynamic topology (topology is determined by the relative position). And the theory for dynamic event-triggered impulsive consensus and containment control of multi-agent systems will be biult systematically.

本项目主要研究多智能体系统动态事件触发脉冲一致性与包含控制。综合运用事件触发控制理论、脉冲控制理论及输入到状态稳定性理论，分别针对网络中无领导者、有一个领导者(或虚拟领导者)、有多个领导者情形展开研究。首先，在固定/切换拓扑下，当网络中无领导者时，研究单个系统动态事件触发脉冲控制机制，建立动态事件触发脉冲一致性理论框架，给出固定/切换拓扑下网络平均一致性条件及收敛性分析；当网络中有一个领导者(或虚拟领导者)时，利用无领导者情形所得结论研究基于牵制点选取的动态事件触发脉冲牵制一致性；当网络中存在多个领导者时，建立包含误差系统模型，利用一致性的相关结果结合包含控制理论，研究多智能体系统动态事件触发脉冲包含控制问题。然后，在动态拓扑(拓扑依赖于节点相对位置)下，研究保持连通性的动态事件触发脉冲一致性和包含控制。构建一套系统的多智能体系统动态事件触发脉冲一致性与包含控制理论。

多智能体系统一致性是近年来控制理论的一个研究热点，由于网络节点众多，通信频繁，信息传递量大，而网络通信带宽往往有限，事件触发控制、脉冲控制、间歇控制可以有效减少通信次数，降低网络通信负载，受到了学者们的广泛青睐。. 项目针对这一问题展开研究，已按时完成研究计划内容。综合利用事件触发控制、间歇控制、脉冲控制对多智能体系统协调控制展开了比较系统的研究。首先，分别在固定拓扑和切换拓扑下，利用自适应控制策略，研究了无领导者平均一致性和有一个领导者的领导者-跟随的多智能体系统一致性，利用动态事件触发自适应控制，研究了具有竞争关系的输入饱和多智能体系统二部一致性问题；然后利用间歇控制，研究了具有外部干扰的连续时间多智能体系统一致性，具有输入饱和的离散时间多智能体系统包围控制，利用间歇的事件触发控制方法，研究了具有输入饱和的离散时间多智能体系统二部一致性。利用事件触发脉冲控制，研究了竞争多智能体系统二部一致性。结合人工势能函数方法，利用事件触发脉冲控制，研究了二阶多智能体系统保持连通性的事件触发脉冲一致性与包含控制。. 这一研究将时间驱动的脉冲控制转变为事件驱动的脉冲控制，使得脉冲行为因需执行，大大地节省控制成本，必将为脉冲控制在实际网络中的进一步应用提供重要的理论指导。. 项目研究期间，项目组共发表(或录用)论文8篇，其中SCI检索论文7篇，参加学术会议3次，邀请6位国内外学者来我校交流，培养或协助培养研究生6名，培养湖南工业大学“奋进人才”1名(项目负责人)。