高阶非线性系统中分布式鲁棒跟踪控制的实证研究

本文主要探讨了高阶非线性系统在分布式鲁棒共识跟踪控制中的应用。研究背景是考虑一个具有动态领导者且通信拓扑固定的多代理系统。每个跟随节点被建模为具有未知非线性动态和外部扰动的高阶系统，而领导者节点也是一个高阶非线性系统。值得注意的是，并非所有网络节点都能获取到领导者的全部信息，这增加了设计控制策略的复杂性。 作者Gang Wang、Chaoli Wang和Qinghui Du针对这一挑战，提出了一个分布式鲁棒共识控制器，目标是确保所有跟随节点能够以指数级的速度同步到领导者节点的轨迹。该控制器的设计旨在处理系统不确定性，保证即使在存在未知的非线性动态和干扰的情况下，也能实现稳定跟踪。为了克服可能出现的滑模控制中的抖振现象（chattering），他们还引入了一种平滑且时间-varying的滑模控制器，使得系统的动态更加平稳。 论文的核心贡献在于理论分析，通过严谨的稳定性证明，确保了所提出的控制策略能够在实际应用中有效地驱动跟随节点达成一致，同时保持对领导者动态的良好跟踪。通过模拟结果，验证了这种设计的有效性和优越性，这在实际的多机器人协作、网络协调控制以及复杂系统同步等场景中具有重要的意义。 本文的研究对于理解如何设计复杂的分布式控制系统，尤其是在面对非线性动态和不确定性时，提供了有价值的方法论参考。它为解决高阶非线性系统的分布式控制问题提供了一个创新且实用的解决方案，有助于推动相关领域的理论发展和技术进步。