具有复杂动态的分数阶多智能体系统的组一致性研究

As a hot issue, the coordination control problem of multi-agent systems has attracted considerable attention for the domestic and international researchers recently. As a novel interdisciplinary subject which develop from the artificial intelligence, its significance lies in its ability to resolve the problems which beyond the single-agent system of large, complex practical problems, and is widely used in many fields, such as nature, engineering and technology. It is helpful for the human understand and explore the nature. . The project focuses on group consensus for fractional order multi-agent system based on the relevant research of the applicant. Firstly， the distributed controller is designed which can guarantee the fractional nonlinear multi-agent systems reach group consensus; then, consider the robust group consensus for the multi-agent systems with uncertainty model and external disturbance; when it is difficult to get the continous signal, the discrete distribute controller is designed; Finally, combining the formation control and group consensus , consider the fractional multi-agent systems, the group consensus can be reached and the subsystems can keep the desired shape.

近年来，作为从人工智能学科发展和壮大起来的一门新兴交叉学科，多智能体系统的研究作为一个研究热点问题，已经吸引了国内外许多专家学者的广泛关注，其意义就在于能够解决那些超出了单个智能体系统的大型的、复杂的现实问题，并广泛应用于自然界、工程技术等诸多领域，对于人类了解、探索自然界有重要的帮助。. 本项目在申请人和项目组成员的相关研究的基础上，拟研究分数阶多智能体系统的组一致性问题。首先，针对具有非线性动态的分数阶多智能体系统，设计控制器，使得多智能体系统能够达到群组一致性；接着，考虑存在干扰和不确定动态的系统模型，设计带有时滞的分布式控制器，研究系统鲁棒组一致性问题，并考虑线性和非线性两种动态模型；当不能获得连续信号时，设计离散控制协议研究采样系统的组一致性，最后，将编队控制与组一致性结合，使得智能体系统不仅达到组一致性，而且各个子系统之间保持期望的队形。

多智能体系统分布式协同控制近年来由于在自然界、工程技术、航空航天等方面的广泛应用，已经成为控制领域的研究热点。本课题针对具有复杂动态的分数阶多智能体系统，研究了分组一致性、分布式跟踪控制和领导跟随编队控制等问题，主要研究成果有：.针对具有时变时滞的多智能体系统，分别就有无非线性动态两种情况设计了分布式控制协议，使得各组的跟随者能够跟踪各自的领导者，而组与组之间则是独立的，另外，在考虑外部干扰和模型不确定的情况下提出了新的控制协议，通过分析证明得到了多智能系统稳定的条件。.针对二阶多智能体系统，考虑滞后组一致性问题。设计一个新的混杂控制.协议，得到了多智能体系统达到滞后组一致性的条件。针对带有时滞的异质多智能体系统，分别考虑了具有静态领导者和动态领导者的领导跟踪组一致性控制问题，通过变形使得原始问题转化为误差系统的稳定性问题，得到了两种情况下的异质多智能体系统的跟踪组一致性的充分条件。.针对具有时变时滞和非线性动态的二阶多智能体系统，考虑其鲁棒跟踪一致性控制，针对模型具有外部干扰和不确定因素的情况下，设计分布式控制协议，得到了多智能体系统达到一致性的充分条件。当考虑编队控制时，在设计分布式控制协议中加入了队形向量，通过模型转化和分析证明得到了多智能体系统稳定的条件。.基于有限时间稳定性理论研究了一个分数阶化学反应混沌系统，提出了有限时间追踪控制。通过设计合适的控制器，计算分析了该控制方法在理论上的可行性。针对参数未知的分数阶异构超混沌系统的射影延迟同步问题，设计一种基于非线性反馈控制原理的控制器。根据线性分数阶自治系统的稳定性理论，分析该方法的合理性。.针对带有不确定性和时变时滞的离散神经网络，考虑鲁棒输出指数镇定问题。另外就带有时滞和参数不确定性的离散切换周期系统，考虑鲁棒稳定性和镇定问题，得到了基于线性矩阵不等式的保证切换系统鲁棒渐近稳定的新充分条件。