Adaptive finite-time consensus control of a group of uncertain nonlinear mechanical systems
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资源说明:在这篇标题为“Adaptive finite-time consensus control of a group of uncertain nonlinear mechanical systems”的研究论文中,探讨了一个多智能体系统中的分布式自适应有限时间一致性控制问题。这个主题涉及了多个复杂的控制理论和技术,下面将详细介绍这些知识点。
文章聚焦于多智能体系统中的无领导者有限时间一致性控制问题。多智能体系统是由多个动态智能体组成的集合,它们通过某种控制方案相互协作,使得所有智能体的状态达到一致。这类系统在现实世界中拥有广泛的应用,比如无人驾驶航空器的协同控制、分布式传感器网络、卫星姿态协调、通信网络拥塞控制等。研究者们对多智能体系统的共识控制问题进行了深入研究。
一致性的含义是指在没有领导者指导的情况下,通过在每个智能体上运用控制策略,所有智能体的状态最终能收敛到一个共同的值。在现实应用中,一致性控制对于保持系统的协调性和稳定性至关重要。
本研究的创新之处在于提出了新的自适应有限时间连续分布式控制算法,用于处理含参数不确定性的非线性机械系统。非线性机械系统的参数不确定性,意味着系统的数学模型中包含未知或变化的参数。为了使控制系统能够适应这种不确定性,研究者们开发了一种自适应控制机制,它可以自动调整控制参数以适应系统动态的变化。
此外,文章证明了在无向图下,智能体系统可以以有限时间达到一致性,并且还对一致性控制的瞬态性能进行了分析,包括收敛速度和时间。瞬态性能分析是评估控制策略性能的重要方面,尤其关注系统从初始状态到达稳态的时间和速度。
文章通过仿真结果来验证了所提出的控制方案的有效性。仿真结果是评价控制算法性能的一种常见手段,它可以直观地展示系统在控制算法作用下的动态表现。
研究中使用的关键技术包括有限时间控制理论、自适应控制算法、一致性算法以及分布式控制原理。有限时间控制理论主要关注系统状态在有限时间内达到预定性能指标的能力;自适应控制算法能够处理系统中未知参数的影响,使控制策略能够自动调整以适应这些变化;一致性算法则是多智能体系统中用于协调各智能体状态的基础;分布式控制原理指的是控制信息在智能体之间分布处理,而非集中在单一控制器上。
文章中所使用的数学工具和控制理论对于控制科学和工程领域具有重要的意义。这些控制方法对于提高工业自动化、机器人技术、航空航天等领域的智能系统的性能有着重要的作用。在实际应用中,这些控制系统需要具备快速响应、高精度和鲁棒性,而自适应有限时间控制方法正是满足这些要求的有效途径之一。
这篇文章的发表对多智能体系统和非线性控制理论的研究发展具有积极的影响,特别是在不确定性和复杂动态环境下的控制策略设计和性能分析方面做出了贡献。论文所提出的自适应有限时间一致性控制算法,对于解决现实世界中多智能体系统的一致性控制问题提供了新的思路和方法。
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