基于事件触发的分布式控制策略:多智能体系统有限时间一致性研究

本文主要探讨了"人工智人-家居设计"背景下，带噪音的多智能体系统中的一个重要问题——有限时间一致性。在研究中，作者针对固定拓扑的多智能体系统，提出了一个创新的基于事件触发机制的非线性控制策略。这个策略的核心特点是控制器和触发机制的设计均是分布式进行的，仅依赖于智能体与其邻居之间的实时信息交换，实现了对通信资源的高效利用，显著降低了控制器更新的频率。 通过代数图论和随机切换的平均值稳定性分析，论文利用Matlab公式和随机切换的Lyapunov控制理论，证明了即使在存在噪声的情况下，采用这种事件触发控制策略，固定拓扑的多智能体系统仍能在有限时间内达成一致性。这表明，尽管噪声会带来不确定性，但通过精心设计的控制策略，系统的稳定性与效率得到了保障。 接下来，作者进一步将这一控制策略扩展到了切换拓扑的多智能体系统，展示了它同样适用于动态网络环境。在切换拓扑下，尽管连接模式可能随时间变化，但所提出的控制方法仍然能确保带噪音的系统能在有限时间内达到一致性，展现出良好的适应性和鲁棒性。 为了验证理论的正确性和优越性，文中提供了详细的仿真实例，这些实例展示了所提策略在实际家居环境中如何有效地实现多智能体系统的协同工作，并通过对比展示了其相对于传统控制策略在节省通信资源和提升效率方面的明显优势。 这篇论文深入研究了在人工智能家居设计中，如何通过分布式、事件驱动的控制策略解决带噪音的多智能体系统中有限时间一致性问题，对于理解和优化智能家庭设备间的协作有着重要的理论和实践意义。