脉冲时滞二阶多智能体系统的一致性分析与控制

随着分布式网络及多智能体系统的迅速发展,一致性问题作为多智能体之间合作协调的基础,受到来自各个领域研究者的广泛关注。在动态系统中，脉冲和时滞是普遍存在的客观现象，脉冲控制技术也是一种易于实现的控制技术。此外，智能体如无人航天器等更易控制其加速度。因此，研究脉冲时滞二阶多智能体系统的一致性和控制，有助于深刻地理解真实世界中大多数复杂系统的动力学行为及演化规律，具有重要科学意义及广阔应用前景。本项目将在考虑个体系统之间具有通信时延的同时，将脉冲引入多智能体系统，既要弄清楚脉冲对一致性的影响（包括正面和负面影响），又要充分利用脉冲控制技术的优势给出更符合实际的控制器设计方案。发展脉冲时滞动力系统稳定性、切换系统等相关理论，给出二阶多智能体系统一致性准则，为复杂系统的分析、设计提供有力的思想方法和工具。最后本项目也将利用所得理论成果研究一些具体的多智能体模型，如移动机器人的协调控制。

主要围绕多智能体系统一致性这一核心问题开展了以下几方面的研究工作，顺利完成了预定目标。.（1）多智能体系统一致性研究：（1.1）在多智能体之间的连接为变拓扑结构情形下，研究了具有非对称时滞和噪音干扰的二阶多智能体系统的一致性问题，给出了一致的充分条件，即对一定范围内的时滞，只要领导者联合全局可达，则整个系统就能达到一致；（1.2）研究了一类离散二阶多智能体系统的一致性问题，获得了系统达到一致的充要条件；（1.3）研究了一类具有非对称时滞的二阶多智能体系统的脉冲控制问题，给出了新的控制协议，研究结果表明，领导者只需要在脉冲时刻点处全局可达，则系统就能达到一致；（1.4）研究了基于事件驱动的一般线性多智能体系统的一致性问题，在新设计的驱动函数下，不仅获得了多智能体系统达到一致的充分条件，保证了整个系统不存在Zeno现象，而且给出了不需要连续采样邻居内其它智能体信息的事件驱动时间序列确定方法；（1.5）研究了一阶多智能体系统和一、二阶混合多智能体系统分别在固定拓扑和切换拓扑情形下的有限时间一致性问题，分别给出了系统达到一致的充分条件，丰富了本项目的研究内容。.（2）脉冲时滞微分系统的定性理论研究:利用脉冲型Hanalay微分不等式，Lyapunov-Krasovskii泛函等方法获得了判定系统稳定性的一些充分条件，以及脉冲和时滞对系统稳定性的影响;研究了基于量化信息的脉冲控制系统的渐近行为。这些结果为研究脉冲时滞多智能体系统一致性问题奠定了一定的理论基础。.（3）分数阶混沌系统的同步理论研究：研究了分数阶混沌系统同步的条件以及达到同步的控制方法，为研究分数阶多智能体系统的一致性问题提供了新的思考和方法，为项目的进一步拓展研究奠定了一定的理论基础. 总之，在三年左右的研究中，本项目组围绕项目要解决的中心问题在多智能体系统一致性、脉冲时滞系统渐近性质、分数阶混沌系统同步等方面研究取得了一系列在国内外具有一定影响的成果, 相关结果发表在《Automatica》等国际期刊上。发表被SCI检索论文12篇，被EI检索论文2篇。招收硕士研究生5人，项目组成员汪海玲在香港城市大学获的博士学位，郑继明副教授晋升教授，朱伟晋升为教授。获重庆市自然科学三等奖一项。