自适应容错跟踪控制：线性与Lipschitz非线性多主体系统

"这篇研究论文探讨了线性和Lipschitz非线性多主体系统在执行器故障下的自适应容错跟踪控制问题。在通信拓扑结构为无向子图，且领导者与跟随者之间存在有向连接的情况下，设计了一种自适应故障容忍控制协议，以补偿因执行器故障对一致性跟踪造成的影响。反馈矩阵通过在线估计执行器故障参数来更新，以实现故障补偿。对于线性和Lipschitz非线性两类代理系统，分别建立了在执行器故障情况下达到一致性跟踪的准则。最后，通过两个实例验证了理论成果的有效性。关键词包括自适应控制协议、故障容忍控制和多主体系统。" 本文的重点在于解决多主体系统（multi-agent systems）中的跟踪控制问题，特别是当系统面临执行器故障（actuator faults）时的容错控制。线性系统和Lipschitz非线性系统是控制系统理论中常见的两类模型，它们分别代表了理想化和具有有限非线性度的复杂系统行为。Lipschitz条件确保了非线性函数在一定范围内是连续可微的，这为设计控制器提供了理论基础。 作者Zhiqiang Zuo、Jun Zhang和Yijing Wang提出了一种基于邻居相对状态（relative states of neighbors）的自适应故障容忍控制协议。这个协议的关键在于，它能够根据在线估计到的执行器故障情况进行参数更新，从而在执行器发生故障时仍能保持系统的跟踪性能。这种方法允许系统在出现故障时仍然能够适应并补偿故障的影响，保持一致性跟踪。 论文进一步发展了在执行器故障条件下，线性和Lipschitz非线性代理系统达到一致性跟踪的数学准则。这些准则可能涉及到稳定性分析、误差系统的收敛性证明以及Lyapunov函数的设计。这样的分析对于理解和设计实际应用中的容错控制策略至关重要。 为了证明所提方法的实际有效性，论文通过两个示例进行了模拟或实验证明。这些例子通常会展示在不同故障条件下，控制协议如何使系统在跟踪领导者轨迹的同时，克服执行器故障的负面影响。 这篇论文对于理解和开发适用于多主体系统的自适应容错控制策略具有重要价值，特别是对于那些需要在复杂环境下保持高可靠性的应用，如无人机编队、智能交通系统和分布式能源管理系统等。其提出的控制协议和理论成果为实际工程问题提供了理论指导和解决方案。