具有不确定性和时滞的非线性异质多智能体系统一致性控制研究

Recently, consensus of multi-agent systems has attracted increasing attention from researchers in various fields of physics, mathematics, engineering, biology, and sociology, and so on. This is partly due to its potential applications, including collective behaviors, distributed sensor networks, unmanned aerial vehicles, underwater autonomous vehicles, mobile autonomous robots, to name a few. This project investigates the consensus problem for nonlinear heterogeneous multi-agent systems with uncertainties and time delay, by using the combinations of some theories, for example, dynamics theory, algebraic graph theory, nonlinear control theory and the classic consensus theory for multi-agent systems. In this project, we mainly consider three topics: 1). consensus problem for nonlinear heterogeneous multi-agent systems; 2). consensus problem for nonlinear heterogeneous multi-agent systems with uncertainties; 3). consensus problem for nonlinear heterogeneous multi-agent systems with uncertainties and time delay. The expected results of this project will provide a theory guarantee for that nonlinear heterogeneous multi-agent systems could be widely applied in the fields of mobile autonomous robots, unmanned aerial vehicles, intelligent transportation, modern medical treatment, search-and-rescue operations and surveillance, and so on.

近年来由于多智能体系统在生物群体行为、传感器网络、无人飞机编队、多自主水下航行器、多移动机器人系统等领域有着广泛的应用，多智能体系统的一致性控制问题越来越受到来自物理学，数学，工程学，生物学，社会学等各个领域的学者的关注。本项目旨在结合微分动力学理论、代数图论、非线性控制以及经典的多智能体系统协调控制理论等多学科分支理论和方法研究非线性异质多智能体系统的一致性控制问题。具体研究内容包括： 1) 非线性异质多智能体系统的一致性控制；2) 具有不确定性非线性异质多智能体系统的一致性控制；3）具有不确定性和时滞的非线性异质多智能体系统的一致性控制。主要目的是建立一系列一致性控制策略和算法，并得到相应的非线性异质多智能体系统实现一致性控制的充分条件，从而对多智能体系统在移动机器人编队、无人飞机编队，智能交通、现代医疗、勘探、营救等实际问题中的应用提供进一步的理论基础和技术支持。

随着多智能体系统在无人飞机编队、多自主水下航行器、多移动机器人系统等领域广泛的应用，多智能体系统的一致性控制问题越来越受到来自物理学，数学，工程学，生物学，社会学等各个领域的学者的关注。本项目通过结合微分动力学理论、代数图论、非线性控制以及经典的多智能体系统协调控制理论等多学科分支理论和方法研究非线性异质多智能体系统的一致性控制问题。具体研究内容包括三点. 第一，我们研究了非线性异质多智能体系统的一致性控制问题. 第二，我们研究了具有不确定性非线性异质多智能体系统的一致性控制. 第三，我们研究了具有不确定性和时滞的非线性异质多智能体系统的一致性控制。通过本项目研究建立了一系列一致性控制策略和算法，并得到相应的非线性异质多智能体系统实现一致性控制的充分条件，部分成果已经成功应用的到多智能体系统在移动机器人编队、无人飞机编队上。因此，本项目成果可以为一些实际问题理论基础和技术支持，如多智能体系统在移动机器人编队、无人飞机编队，智能交通、现代医疗、勘探、营救等。