基于事件驱动的多智能体系统一致性控制

Aiming at the wide use of micro-processors in engineering, this project proposes a new event-based consensus control scheme for continuous-time multi-agent systems with complex dynamics and uncertainties, that applies to the discrete-time communication network and the distributed control system. It can improve the practicability of cooperative control theory, and meanwhile reduce the control and communication costs. Furthermore, we also consider the application of event-based consensus control to the formation problem of multi-agent systems. To be specific, the research includes: (1) event-based consensus control of general linear multi-agent systems; (2) robust consensus control of uncertain linear multi-agent systems based on the event-driven method; (3) event-based consensus control of heterogenous linear multi-agent systems; (4) event-based consensus control of nonlinear multi-agent systems; (5) event-based formation control of multi-agent systems and its application research on the digital platform. The obtained results can not only enlarge the coordination control theory of multi-agent systems and the event-based control technique, but also provide the theoretical basis to the cooperative control of real multi-agent systems embedded with digital micro-processors. Therefore, this project is of great both theoretical and practical significance.

面向微处理器在工程中的广泛使用，以提高多智能体一致性理论的实用性、减少系统的控制成本和通信代价为目标，本项目针对具有复杂动态及不确定性的连续时间多智能体系统，提出适用于离散数据通信与分布式控制器实现的新型事件驱动一致性控制方案，并拓展应用到多智能体系统的编队控制中。主要内容包括：（1）基于事件驱动的一般线性多智能体系统一致性控制；（2）基于事件驱动的线性不确定多智能体系统鲁棒一致性控制；（3）基于事件驱动的线性异质多智能体系统一致性控制；（4）基于事件驱动的非线性多智能体系统一致性控制；（5）基于事件驱动的多智能体系统编队控制及其在数字平台上的应用仿真研究。所得结果不仅能够丰富多智能体系统协调控制理论和事件驱动控制技术，更为嵌入数字微处理器的实际多智能体系统控制提供设计方法和理论依据，具有重要的理论意义和广泛的应用价值。

面向微处理器在工程中的广泛使用，以提高多智能体一致性理论的实用性、减少系统能耗和控制成本为目标，本项目针对具有复杂动态及不确定性的连续时间多智能体系统，进行了事件驱动一致性控制及其应用的系统化研究。主要内容包括：（1）针对一般线性多智能体系统的事件驱动一致性控制问题，分别设计了基于状态反馈的集中式和分布式协议，给出了对应的一致性条件及协议中反馈矩阵的求解方法。（2）为进一步降低网络通信能耗，针对一般线性多智能体系统，提出了基于智能体间离散通信的事件驱动一致性协议设计方法。（3）针对一般线性多智能体系统，提出了基于局部输出反馈信息的事件驱动一致性控制方案。（4）基于事件驱动的不确定系统鲁棒一致性控制及其性能分析，研究了具有外部扰动、未建模动态、输入时滞情况下线性多智能体系统一致性的事件驱动控制问题。（5）针对一类具有未知非线性动态的高阶多智能体系统，提出了基于局部离散采样状态信息的一致性协议及其事件驱动控制条件，并研究了受扰非线性系统的事件驱动一致性问题。与此同时，提出了事件驱动的卡尔曼一致滤波方法。所得结果不仅能够丰富多智能体系统协调控制理论和事件驱动控制技术，为嵌入数字微处理器的多智能体系统控制提供设计方法和理论依据，同时可应用到分布式卡尔曼滤波算法研究中，具有重要的理论意义和广泛的应用价值。