[1]王圆妹,李世豪,李涛,等.有向图下基于速度估计器的多智能体系统目标拦截控制[J].长江大学学报(自然科学版),2025,(1):119-126.
点击复制

有向图下基于速度估计器的多智能体系统目标拦截控制
分享到:

长江大学学报(自然科学版)[ISSN:1673-1409/CN:42-1741/N]

卷:
期数:
2025年第1期
页码:
119-126
栏目:
算法研究
出版日期:
2025-01-25

文章信息/Info

文章编号:
1673-1409 (2025) 01-0119-08
作者:
王圆妹李世豪李涛惠英文韩静
长江大学电子信息与电气工程学院, 湖北 荆州 4 3 4 0 2 3 湖北师范大学电气工程与自动化学院, 湖北 黄石 4 3 5 0 0 2
关键词:
多智能体系统 目标拦截 有向图 速度估计器 积分滑膜
分类号:
O 1 5 7 .5
文献标志码:
A
摘要:
论文针对有向图下目标速度未知的多智能体系统目标拦截控制问题进行了深入研究, 利用邻居智能体之间的相对位置信息设计跟随者的编队跟踪误差并构造滑膜量。 使用编队跟踪误差和滑膜面对每个跟随者设计分布式编队跟踪控制协议, 证明了多智能体系统在该控制协议作用下能实现编队控制, 并消除了队形模糊的问题。 根据领导者与目标之间的位置误差设计目标的速度估计器, 实现动态预测目标的未知速度, 并结合分布式编队跟踪控制协议和速度估计器设计目标拦截控制协议。 基于代数图论和李雅普诺夫稳定性理论分析得到了实现目标拦截控制的充分条件, 详细讨论并证明了该系统的稳定性, 由仿真实验结果验证了理论结果的有效性。

参考文献/References:


[1] L I ANG HT, CAO H, FUYF .D e c e n t r a l i z e da d a p t i v ef l o c k i n gc o n t r o la l g o r i t hm w i t ha v o i d i n gc o l l i s i o na n dp r e s e r v i n gc o n n e c t i v i t yf o rc r owd e dUUVs w a r m w i t hu n c e r t a i n t i e sa n di n p u ts a t u r a t i o n [J] .O c e a nE n g i n e e r i n g,2 0 2 1,2 3 7:1 0 9 5 4 5 .
[2] D JAMAR ID W .D i s t r i b u t e dp o s i t i o ne s t i ma t i o na p p r o a c hf o rmu l t i a g e n tf o r ma t i o nw i t hs i z es c a l i n g [J] .A s i a nJ o u r n a lo fC o n t r o l,2 0 2 2,2 4 (1):4 3 9 - 4 4 7 .
[3] X I AG Q, X I AX M, SUNXX .F o r ma t i o nc o n t r o lw i t hc o l l i s i o na v o i d a n c ef o ru n d e r a c t u a t e ds u r f a c ev e h i c l e s [J] .A s i a nJ o u r n a lo fC o n t r o l,2 0 2 2,2 4 (5):2 2 4 4 - 2 2 5 7 .
[4] YANGNN, L IJM .F u l l yd i s t r i b u t e dc o o r d i n a t i o nl e a r n i n gc o n t r o lo fs e c o n d - o r d e rn o n l i n e a rmu l t i - a g e n ts y s t e m sw i t hi n p u ts a t u r a t i o n [J] .A s i a nJ o u r n a lo fC o n t r o l , 2 0 2 1,2 3 (4):1 7 4 8 - 1 7 6 1 .
[5] ZHAOYX, HUANG W, L I UYP,e ta l .G l o b a lf o r m a t i o nc o n t r o lo fn o n h o l o n om i cu n i c y c l ev e h i c l e sw i t hg u a r a n t e e dr a t eo fc o n v e r g e n c e [J] .A s i a nJ o u r n a lo fC o n t r o l , 2 0 2 2,2 4 (2):9 0 7 - 9 1 9 .
[6] ZHANGQJ, GUOHF, SH IXH .F o r m a t i o nc o n t r o lo fh i g h - o r d e rs w a r ms y s t e m sw i t ht i m e - v a r y i n gd e l a y sa n ds w i t c h i n gi n t e r c o n n e c t i o n s [J] .I E E EA c c e s s,2 0 2 0,8:2 8 1 8 8 - 2 8 1 9 6 .
[7] ZHANGY W, WANGSP, HE I NR I CH M K,e ta l .3Dh y b r i df o r ma t i o nc o n t r o lo fa nu n d e r w a t e rr o b o ts w a r m:s w i t c h i n gt o p o l o g i e s,u nme a s u r a b l ev e l o c i t i e s,a n ds y s t emc o n s t r a i n t s [J] . I SAT r a n s a c t i o n s,2 0 2 3,1 3 6:3 4 5 - 3 6 0 .
[8] GAOLT, ZHAO GS, L IG Q, e ta l .C o n t a i nm e n tc o n t r o lo fd i r e c t e dn e t w o r k sw i t ht i m e - v a r y i n gn o n l i n e a rmu l t i - a g e n t su s i n gm i n i mumn umb e ro f l e a d e r s [J] .P h y s i c aA: S t a t i s t i c a lMe c h a n i c sa n dI t sAp p l i c a t i o n s,2 0 1 9,5 2 6:1 2 0 8 5 9 .
[9] ZHANGXX, L I UXP, LEWI SFL,e ta l .B i p a r t i t et r a c k i n gc o n s e n s u so fn o n l i n e a rmu l t i - a g e n ts y s t ems [J] .P h y s i c aA: S t a t i s t i c a lMe c h a n i c sa n dI t sAp p l i c a t i o n s,2 0 2 0,5 4 5:1 2 3 5 0 4 .
[1 0] VAN VU D, TR I NH M H, NGUYENPD, e ta l .D i s t a n c e - b a s e df o r ma t i o nc o n t r o lw i t hb o u n d e dd i s t u r b a n c e s [J] . I EEEC o n t r o lS y s t emsL e t t e r s,2 0 2 1,5 (2):4 5 1 - 4 5 6 .
[1 1] V I ELC, BERTRANDS, K I EF FER M,e ta l .D i s t r i b u t e de v e n t - t r i g g e r e dc o n t r o ls t r a t e g i e sf o rmu l t i - a g e n tf o r ma t i o ns t a b i l i z a t i o na n dt r a c k i n g [J] .Au t oma t i c a,2 0 1 9,1 0 6:1 1 0 - 1 1 6 .
[1 2] HAN T, GUAN Z H, L I AO R Q, e ta l .D i s t r i b u t e df i n i t e - t i mef o r ma t i o nt r a c k i n gc o n t r o lo fmu l t i - a g e n ts y s t emsv i aFTSMCa p p r o a c h [J] . I ETC o n t r o lTh e o r y& Ap p l i c a t i o n s,2 0 1 7,1 1 (1 5):2 5 8 5 - 2 5 9 0 .
[1 3] PARKBS, YOO SJ .C o n n e c t i v i t y - m a i n t a i n i n ga n dc o l l i s i o n - a v o i d i n gp e r f o r m a n c ef u n c t i o na p p r o a c hf o rr o b u s tl e a d e r - f o l l o w e rf o r m a t i o nc o n t r o lo fmu l t i p l eu n c e r t a i nu n d e r a c t u a t e ds u r f a c ev e s s e l s [J] .Au t oma t i c a,2 0 2 1,1 2 7:1 0 9 5 0 1 .第2 2卷 第1期 王圆妹 等: 有向图下基于速度估计器的多智能体系统目标拦截控制 ·1 2 5·
[1 4] CA IXY, DEQUE I ROZM .Mu l t i - a g e n tf o r m a t i o nm a n e u v e r i n ga n dt a r g e t i n t e r c e p t i o nw i t hd o u b l e - i n t e g r a t o rmo d e l [C] .2 0 1 4Ame r i c a nC o n t r o lC o n f e r e n c e . I EEE,2 0 1 4:2 8 7 - 2 9 2 .
[1 5] CA IXY, DEQUE I ROZM .F o r m a t i o nm a n e u v e r i n ga n dt a r g e t i n t e r c e p t i o nf o rmu l t i - a g e n ts y s t e m sv i ar i g i dg r a p h s [J] .A s i a nJ o u r n a lo fC o n t r o l,2 0 1 5,1 7 (4):1 1 7 4 - 1 1 8 6 .
[1 6] QUCD, HEJP, L IJL,e ta l .Mo v i n gt a r g e t i n t e r c e p t i o nc o n s i d e r i n gd y n am i ce n v i r o nme n t [C] .2 0 2 2Ame r i c a nC o n t r o lC o n f e r e n c e(ACC) . I EEE,2 0 2 2:1 1 9 4 - 1 1 9 9 .
[1 7] WANGX, TAN GZ, DA IYS,e ta l .Ano p t i ma lg u i d a n c es t r a t e g yf o rmo v i n g - t a r g e ti n t e r c e p t i o nb yamu l t i r o t o ru nma n n e da e r i a lv e h i c l es w a r m [J] . I EEEA c c e s s,2 0 2 0,8:1 2 1 6 5 0 - 1 2 1 6 6 4 .
[1 8] KHALEDYAN M, L I U TR, FERNANDE Z - K IM V,e ta l .F l o c k i n ga n dt a r g e ti n t e r c e p t i o nc o n t r o lf o rf o r ma t i o n so fn o n h o l o n om i ck i n ema t i ca g e n t s [J] . I EEET r a n s a c t i o n so nC o n t r o lS y s t emsT e c h n o l o g y,2 0 2 0,2 8 (4):1 6 0 3 - 1 6 1 0 .
[1 9] ARYANK I AK, S E LM I CRR .F o r m a t i o nc o n t r o la n dt a r g e t t r a c k i n gf o rac l a s so fn o n l i n e a rmu l t i - a g e n ts y s t e m su s i n gn e u r a ln e t w o r k s [C] .2 0 2 0E u r o p e a nC o n t r o lC o n f e r e n c e(E C C) . I E E E, 2 0 2 0:1 6 0 - 1 6 5 .
[2 0] KARRASGC, BECHL I OUL I SCP, FOURLASGK,e ta l .F o r ma t i o nc o n t r o la n dt a r g e t i n t e r c e p t i o nf o rmu l t i p l emu l t i - r o t o ra e r i a lv e h i c l e s [C] .2 0 2 0I n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nUnma n n e dA i r c r a f tS y s t ems(I CUAS) . I EEE,2 0 2 0:8 5 - 9 2 .
[2 1] SAN I LAP, PRADEEP A, JACOBJ, e ta l .L e a d e r - f o l l ow e rt a r g e ti n t e r c e p t i o nc o n t r o lo fmu l t i - r o b o t i cv e h i c l e sw i t hh o l o n om i cd y n am i c sb a s e do nu n s c e n t e dKa l ma nf i l t e r [J] .No n l i n e a rD y n am i c s,2 0 2 3,1 1 1 (1 2):1 1 1 7 1 - 1 1 1 9 0 .
[2 2] DEQUE I ROZM, CA IXY, F E EMS TER M .F o r m a t i o nC o n t r o lo fMu l t i - A g e n tS y s t e m s [M] .C h i c h e s t e r:J o h nW i l e y&S o n sL t d,2 0 1 9 .
[2 3] L IS, YAN Y,J I ANGD,e ta l .S y n c h r o n i z e dc o n t r o lo fmu l t i p l ee l e c t r o h y d r a u l i cs y s t emsw i t ht e r m i n a ls l i d i n gmo d eo b s e r v e ru n d e rp a r ame t r i cu n c e r t a i n t ya n de x t e r n a ll o a d [J] . I SAT r a n s a c t i o n s,2 0 2 3,1 3 3:4 7 5 - 4 8 4 .
[2 4] YANGT, DENGYT, L IH W,e ta l .F a s t i n t e g r a l t e r m i n a ls l i d i n gmo d ec o n t r o lw i t han o v e ld i s t u r b a n c eo b s e r v e rb a s e do ni t e r a t i v el e a r n i n gf o rs p e e dc o n t r o lo fPMSM [J] . I SAT r a n s a c t i o n s,2 0 2 3,1 3 4:4 6 0 - 4 7 1 .
[2 5] EDWARDSC, SHTE S S ELY .E n h a n c e dc o n t i n u o u sh i g h e ro r d e rs l i d i n gmo d ec o n t r o lw i t ha d a p t a t i o n [J] .J o u r n a lo ft h eF r a n k l i nI n s t i t u t e,2 0 1 9,3 5 6 (9):4 7 7 3 - 4 7 8 4 .
[2 6] DU HB, CHENGYY, HEYG,e ta l .S e c o n d - o r d e rc o n s e n s u sf o rn o n l i n e a r l e a d e r - f o l l ow i n gmu l t i - a g e n ts y s t emsv i ad y n am i co u t p u tf e e d b a c kc o n t r o l [J] . I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fR o b u s ta n dNo n l i n e a rC o n t r o l,2 0 1 6,2 6 (2):3 2 9 - 3 4 4 .

更新日期/Last Update: 2025-01-25