多智能体系统的边事件驱动控制

Cooperative control of networked multi-agent systems has an important application value and has attracted extensive attention worldwide. As an important research topic in cooperative control, edge-event driven control is highly significant for practical applications. In practical applications, the restriction of limited energy and communication has to be considered due to the limited resources. Therefore, this proposal focuses on how to reduce the energy cost of networked multi-agent systems, especially for the problems of consensus and its related problems, for example, behavior of agents, communication topologies, connectivity preservation and scaled consensus, and proposes consensus protocols and edge-event triggering rules based on edge-event driven control strategies, as well as time and edge-event hybrid-driven control strategies, which can largely reduce the communication cost and the controller-updating cost. The research results of this proposal will provide strong support to enrich the theory on cooperative control of networked multi-agent systems, and perfect the method and analysis of designing cooperative protocols of networked multi-agent systems, moreover, it also forms a basis for its applications in other areas.

多智能体系统协同控制研究具有重大的应用价值，受到国内外学者的广泛关注。边事件驱动控制研究为多智能体系统协同控制研究的一个重要研究方向，具有重要的实际意义。在实际工程应用中，由于通信以及资源的限制，使得多智能体系统的设计不得不考虑能耗对系统的影响。本项目致力于减少多智能体系统的能耗，主要围绕多智能体系统一致性研究中的若干问题及其一致性的拓展问题，包括智能体的动力学行为、通信网络的拓扑结构、智能体之间的信息传递方式、连通性保持以及尺度一致性问题等，从基于边事件驱动控制以及时间-边事件混合驱动控制的角度出发，分别设计控制协议和边事件触发规则，使系统的通信次数和智能体的状态控制器更新次数均大大减少，从而减少系统的能耗。本项目的研究成果将有助于从理论上拓展多智能体系统协同控制研究，丰富和完善多智能体系统协同控制的算法设计和理论分析，同时也为边事件驱动控制在其他领域的应用奠定基础。

多智能体系统分布式协同控制是解决大规模集群问题的关键技术问题，而资源受限是这一类问题的遇到的主要挑战之一。本项目从边事件驱动控制的角度出发，降低系统运行的功耗。为解决这一类问题，本项目主要进行了如下几方面的研究：1.基于边事件驱动控制的尺度一致性研究，提出了基于边事件的尺度一致性控制协议和边事件触发规则，在降低系统通信次数和状态控制器更新次数的同时，可以有效避免Zeno行为；2.研究了边权对一致性的影响，围绕离散多智能体系统，给出了达到一致性的边更新条件和规则；3.开展了多智能体系统协同控制相关领域的研究，针对社会网络中观点动力学问题，研究了边权对观点的相互影响，得到了不同初始条件下边权对观点的演化影响。本项目的研究对边在多智能体系统协同控制方面的研究和应用提供了理论支撑和技术支持，为本领域的发展做出了理论创新和完善。