分布式鲁棒H∞控制：不确定多智能体系统

"该文主要探讨了一类具有时延和切换拓扑的不确定多智能体互联系统的分布式鲁棒H∞协同控制问题，设计了一种分布式鲁棒H∞协同控制器，以确保所有智能体在满足特定H∞性能指标的同时，能够鲁棒地跟踪虚拟领导者。通过Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式(LMI)的方法，推导出实现这一控制策略的充分必要条件，并在通信拓扑连通的假设下，证明了闭环系统的稳定性。文中还提供了仿真例子来验证所提方法的有效性。关键词包括不确定多智能体互联系统、分布式鲁棒H∞协同控制以及线性矩阵不等式。" 详细说明: 在现代自动化和机器人技术中，多智能体系统被广泛应用于各种领域，如无人机编队、自动驾驶车辆和智能电网等。这些系统由多个相互交互的智能实体组成，每个实体（或智能体）都具备独立的决策和控制能力。当系统中的智能体面临不确定性、时延和拓扑变化时，控制问题变得更加复杂。 本文关注的是一个具体的问题，即如何设计一个分布式鲁棒H∞协同控制器，以应对具有时延和拓扑切换的不确定多智能体互联系统。H∞控制理论是一种处理系统干扰和不确定性的重要方法，它旨在在保证系统稳定性的前提下，最小化某种性能指标（例如，系统输出到干扰输入的传递函数的H∞范数），从而限制系统对外部扰动的敏感度。 提出的分布式控制器允许每个智能体根据本地信息和邻接智能体的信息进行控制决策，而不依赖全局系统状态。这种分布式特性对于大型网络系统至关重要，因为它减少了通信需求和计算复杂性。通过引入Lyapunov-Krasovskii泛函，研究人员可以分析系统的稳定性，并使用线性矩阵不等式来求解控制器参数，这些参数确保了控制器的设计满足期望的H∞性能指标。 此外，为了确保整个系统的稳定性，论文假设通信拓扑是连通的。连通性是多智能体系统协同控制的基础，因为它保证了信息在整个网络中的传播。通过推导出一系列充分必要条件，论文证明了在这些条件下，闭环系统是稳定的，即使存在不确定性、时延和拓扑变化。 最后，通过仿真案例，作者展示了所提出的控制策略在实际应用中的有效性，进一步证实了这种方法在处理不确定多智能体互联系统协同控制问题上的实用价值。 总结起来，这篇论文提出了一个针对具有时延和切换拓扑的不确定多智能体系统的分布式鲁棒H∞协同控制策略，使用了先进的控制理论和工具，如Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式，为解决这类复杂系统的控制问题提供了理论支持和实践指导。