多智能体系统分布式协同控制.pdf

《多智能体系统分布式协同控制》是东南大学的一个科研项目，旨在解决21世纪以来大型复杂工程问题中多智能体系统协同工作的关键问题。多智能体系统，如多机器人系统、多无人机系统、智能电网和分布式卫星系统，已成为分布式人工智能和分布式控制领域的热点研究课题。该项目的主要贡献集中在以下几个方面： 1. **一致性区域与网络拓扑**： 项目提出了“一致性区域”的概念，将二阶和高阶系统的一致性问题转化为研究一致性区域的稳定性范围。这为设计多智能体系统协同控制器提供了本质的解决方案。同时，项目团队定义了有向网络的广义代数连通度，作为判断有向网络是否能收敛的基础，扩展了无向网络的代数连通度理论。 2. **牵制控制与同步**： 项目解决了无向网络同步牵制控制的问题，给出了实现同步的一般条件，并克服了非对称网络拓扑结构的困难。此外，通过引入匹配割点和割集，项目完善了矩阵分解的谱理论，解决了网络牵制控制中单个节点最优控制的难题。 3. **切换系统稳定性分析**： 研究团队利用非奇异M矩阵理论和切换系统稳定性分析方法，解决了具有间歇信息通讯的二阶多智能体系统一致性问题，揭示了系统一致性与低维切换系统全局稳定性的内在联系。这一突破克服了传统方法中先求解解曲线再进行稳定分析的技术瓶颈。 项目团队在IEEE、Automatica、SIAM等顶级期刊发表110篇相关SCI论文，其中10篇代表性论文被广泛引用，获得了多项国际奖项，包括亚洲控制会议最佳论文奖、IEEE电路与系统协会奖项等。团队成员因其在各自领域的突出贡献，多次入选全球“高被引科学家”并获得多项荣誉，如国家优秀青年科学基金、万人计划青年拔尖人才等。 总体而言，该研究项目在多智能体系统分布式协同控制领域取得了重大进展，为复杂工程问题的解决提供了理论基础和技术支持，对于推动人工智能和控制理论的发展具有深远影响。