多智能体分布式编队控制：时变时滞与稳定性分析

"这篇论文是2012年由雷明、周超、周绍磊和张文广发表在《智能系统学报》上的，属于工程技术领域，探讨了多移动智能体分布式编队控制中考虑时变时滞的问题。研究内容包括设计了一种具有不对称时变时滞的分布式编队控制律，适用于具有全局速度导引信息和邻居状态反馈的情况。论文还分析了固定和时变通信拓扑下的系统稳定性，并通过六个智能体的仿真验证了理论的正确性。关键词涉及时变时滞、多智能体、编队控制、自由权矩阵和一致性算法。" 本文主要研究的是多移动智能体的分布式编队控制问题，特别是针对其中的时变时滞现象进行深入探讨。在多智能体系统中，编队控制是让一组智能体按照预设的形状或阵型协同运动的关键技术，而时滞则可能由于通信延迟、传感器滞后等因素引起，这对系统的稳定性及控制效果产生显著影响。 论文中提出了一种新的分布式控制律，这个控制律利用全局速度信息和邻近智能体的状态反馈，旨在克服时变时滞的影响。控制律的设计是基于一致性算法，一致性算法是一种使所有智能体状态趋于一致的控制策略，常用于多智能体系统的协调和同步。 在固定通信拓扑的情况下，作者们推导了具有时变时滞的闭环系统状态方程。通过改进的自由权矩阵方法，他们得到了更为保守的系统稳定条件。自由权矩阵在控制理论中通常用于描述系统的不确定性和自由度，这里它的改进有助于减小系统的保守性，从而提高系统的稳定性和控制性能。 此外，当通信拓扑发生变化时，论文将这种变化视为系统结构的不确定性来处理，依然能够得到在时变通信拓扑下的系统稳定条件。这种处理方式增加了系统的适应性，使得编队控制在动态环境中的应用更加广泛。 为了验证理论的有效性，作者们进行了包含六个智能体的平面编队运动仿真。仿真结果证实了理论分析的正确性，表明提出的控制策略能够在有时间延迟的情况下有效地维持编队结构。 这篇论文对于理解和解决多移动智能体系统中的时变时滞问题提供了重要的理论基础和实用方法，对于实际的无人机、机器人团队等多智能体系统的协同控制具有指导意义。其研究内容丰富，涵盖了从控制律设计到稳定性分析的多个层面，为后续的研究和应用提供了有价值的参考。