多智能体系统的包围控制设计与分析

项目名称： 多智能体系统的包围控制设计与分析

项目编号： No.61304170

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 刘会央

作者单位： 北京科技大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 多智能体系统的协调控制在多机器人协作、无人飞行器以及移动传感器网络等领域都具有潜在应用，因此成为当前研究的热点。已有的研究结果大部分针对一致性问题，本项目针对包围控制问题开展研究。拟从智能体动力学模型、通信环境和目标的实现方法三方面入手，针对具有复杂动力学模型（高阶系统、线性系统、非线性系统、有外扰的系统等）的多智能体系统，研究其在复杂通信环境（通信时滞、随机因素、信息采样、信息量化等）下的包围控制问题，提出有效的分布式协议,给出多智能体系统达到包围控制所需要满足的代数条件和拓扑条件。通过理论推导、实际数据仿真和多机器人实验来验证所提算法的有效性。通过本项目的研究，预期能够对工业生产中的一些问题（如任务分配）提供理论基础和技术指导，在工程应用方面具有很强的现实意义。

中文关键词： 多智能体；指数有限时间；非周期采样；快滑模控制；符号图

英文摘要： Coordination control of multi-agent systems has received considerable attention due to its wide applications in many areas including cooperative control of multiple robots, unmanned air vehicles and mobile sensor networks. Most of the existing results focus on consensus problems, this project will pay attention to containment control. The project starts with three aspects: the dynamics, the interation topology, and the methods. For the multi-agent systems with complicated dynamics under complicated communcation topologies, we will propose suitable distributed containment control protocols and provide algebraic conditions and topology conditions to reach the containment control objective. After theoretical calculations and computational simulations, we will use multiple robots to verify the effectiveness of the algorithms. The researches are expected to provide some guidance to solve some problems such as task assignment in the industrial processes. Therefore, it is of great importance in engineering applications.

英文关键词： mulit-agent systems；exponential finite-time；aperiodic sampling；fast sliding-mode control；sign graph