多智能体系统协同调控——基于系统相对测量输出的分布式控制

本书主要介绍多智能体协同调控理论，深入阐述通信拒止时基于系统相对测量输出的分布式观测器设计新理论与方法，并围绕此方法探讨多类多智能体系统的分布式协同调控问题。内容涵盖多智能体系统的基础理论与图论的基础知识、静态与切换网络拓扑下的多输入多输出线性异构多智能体系统一致性调控、二阶非线性系统的一致性调控、连续时间与离散时间线性异构多智能体系统协同输出调控，以及基于机器人相对位置测量的分布式控制器设计，实现了多机器人系统的分布式协同运动调控。此外，详细介绍了分布式协同控制算法及实际应用案例等内容，可为读者提供全方位的学习和实践指导。

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目录
编者的话
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 多智能体系统分布式协同调控问题概述 3
1.2.1 多智能体系统一致性调控 4
1.2.2 多智能体系统协同输出调控 5
1.3 分布式协同调控方法概述 5
1.3.1 基于分布式观测器的协同调控 6
1.3.2 基于分布式内模的协同调控 8
1.4 本书的内容和结构 9
参考文献 10
第2章 线性异构多智能体系统一致性调控 15
2.1 引言 15
2.2 线性异构多智能体系统一致性调控问题 15
2.2.1 基础知识 16
2.2.2 问题描述 16
2.3 基于输出的分布式同步调控 17
2.4 稳定性分析18
2.5 仿真示例 25
2.6 本章小结 27
参考文献 29
第3章 线性异构多智能体系统切换拓扑下的一致性调控 30
3.1 引言 30
3.2 线性异构多智能体系统切换拓扑下的一致性调控问题 31
3.2.1 基础知识 31
3.2.2 问题描述 32
3.3 基于输出的分布式协同调控 32
3.3.1 基于相对测量输出的分布式同步信号生成器 32
3.3.2 基于输出的分布式动态输出反馈控制 33
3.3.3 一致性调控到同步镇定控制：一种低增益方法 33
3.4 稳定性分析41
3.5 仿真示例 46
3.5.1 数值仿真示例 46
3.5.2 多个双电机伺服系统一致性调控仿真示例.50
3.6 本章小结 56
参考文献 56
第4章 二阶非线性多智能体系统一致性调控.59
4.1 引言 59
4.2 二阶非线性多智能体系统一致性调控问题 59
4.2.1 基础知识 60
4.2.2 问题描述 60
4.3 基于相对输出的分布式协同调控 61
4.3.1 基于相对输出的分布式观测 61
4.3.2 自适应分布式协同控制 61
4.4 稳定性分析62
4.5 仿真示例 66
4.5.1 Vol del Pol振荡器一致性调控仿真示例 66
4.5.2 单连杆机械臂一致性调控仿真示例 70
4.6 本章小结 73
参考文献 73
第5章 连续时间多智能体系统协同输出调控 75
5.1 引言 75
5.2 连续时间多智能体系统协同输出调控问题 75
5.2.1 基础知识 76
5.2.2 问题描述 76
5.3 连续时间分布式协同调节器 77
5.3.1 基于相对输出的连续时间分布式观测器 77
5.3.2 连续时间分布式动态反馈控制器 78
5.4 连续时间分布式协同调控：小增益条件 79
5.5 连续时间分布式协同调控：低增益设计 83
5.6 仿真示例 90
5.6.1 数值仿真示例 90
5.6.2 多无人车协同输出调控仿真示例 94
5.7 本章小结 99
参考文献 99
第6章 离散时间多智能体系统协同输出调控 102
6.1 引言 102
6.2 离散时间多智能体系统协同输出调控问题 102
6.2.1 基础知识 103
6.2.2 问题描述 103
6.3 离散时间分布式协同调节器.104
6.3.1 基于相对输出的离散时间分布式观测器 104
6.3.2 离散时间分布式动态反馈控制器 105
6.4 离散时间分布式协同调控：小增益条件 105
6.5 离散时间分布式协同调控：低增益设计 111
6.6 仿真示例 120
6.6.1 数值仿真示例 120
6.6.2 多个二阶质量弹簧系统的输出同步控制仿真示例 123
6.7 本章小结 127
参考文献 128
第7章 多机器人系统分布式协同运动调控 130
7.1 引言 130
7.2 多机器人系统分布式协同运动调控问题 130
7.2.1 系统模型 130
7.2.2 问题描述 132
7.3 基于相对位置信息的自适应分布式协同调控 133
7.3.1 基于相对位置信息的分布式观测 133
7.3.2 自适应分布式动态反馈控制 133
7.4 稳定性分析 134
7.4.1 参考轨迹有界的机器人系统稳定性分析 136
7.4.2 参考轨迹无界的机器人系统稳定性分析 140
7.5 仿真示例 142
7.5.1 双连杆多机器人系统协同运动调控仿真示例 142
7.5.2 铰链式双连杆多机器人系统协同运动调控仿真示例 147
7.6 本章小结 152
参考文献 153
附录A 基础知识 155
A.1 图论 155
A.2 线性输出调节156
A.3 小增益定理 158
A.4 Barbalat引理及推论 159
参考文献 159