聯(lián)合連通恒定時(shí)延網(wǎng)絡(luò)中多EL系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制

苗玉霞

摘 要： 針對(duì)非線(xiàn)性EL系統(tǒng)中通信時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)切換并存的情形，在把網(wǎng)絡(luò)化EL系統(tǒng)分為連通個(gè)體和孤立個(gè)體兩種類(lèi)型的控制架構(gòu)中，分別對(duì)這兩種個(gè)體設(shè)計(jì)不同的協(xié)調(diào)控制律，連通個(gè)體將自身與鄰居個(gè)體的狀態(tài)差作為輸入，孤立個(gè)體將其自身目前狀態(tài)與過(guò)去狀態(tài)差作為輸入。針對(duì)恒定時(shí)延網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)控制器，基于共同Lyapunov方法對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了證明。設(shè)計(jì)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了算法的有效性。

關(guān)鍵詞： 協(xié)調(diào)控制； 時(shí)延； 聯(lián)合連通； EL系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN711?34； TP13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）05?0110?04

0 引 言

時(shí)延切換網(wǎng)絡(luò)是指在通信網(wǎng)絡(luò)中既存在時(shí)延，又存在切換特性。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者逐漸開(kāi)始關(guān)注這兩種因素并存的情形[1?4]。代表性的研究成果主要有：文獻(xiàn)[3]基于Lyapunov?Razumikhin方法，研究了聯(lián)合連通拓?fù)浜屯ㄐ艜r(shí)延共存時(shí)一階系統(tǒng)的協(xié)調(diào)算法。文獻(xiàn)[4]針對(duì)一階線(xiàn)性系統(tǒng)，根據(jù)時(shí)變時(shí)延的種類(lèi)，建立了同時(shí)刻畫(huà)時(shí)延和聯(lián)合連通拓?fù)涞幕旌夏Ｐ?，基于Lyapunov?Krasovskii函數(shù)方法，給出了一致性的充分條件。對(duì)于編隊(duì)衛(wèi)星的協(xié)同控制問(wèn)題，文獻(xiàn)[5]分別設(shè)計(jì)了位置和姿態(tài)協(xié)同控制器，綜合考慮了通信拓?fù)淝袚Q和通信時(shí)延存在的情況，通過(guò)選取公共Lyapunov函數(shù)的方法，證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但該文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的協(xié)同控制器要求每個(gè)個(gè)體都知道領(lǐng)航者的信息。

本文針對(duì)一類(lèi)由EL系統(tǒng)描述的機(jī)械系統(tǒng)，對(duì)通信時(shí)延和聯(lián)合連通網(wǎng)絡(luò)共存的情況進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了允許恒定時(shí)延和聯(lián)合連通網(wǎng)絡(luò)共存的控制器，證明了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié) 論

本文研究了一種通信時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)切換都存在于通信網(wǎng)絡(luò)中的情況，針對(duì)最為一般的聯(lián)合連通切換網(wǎng)絡(luò)，考慮到某些個(gè)體在某些時(shí)間段處于和其他個(gè)體無(wú)通信的狀態(tài)，針對(duì)孤立個(gè)體和連通個(gè)體分別設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)控制律，連通個(gè)體將自身與鄰居個(gè)體的狀態(tài)差作為輸入，而孤立個(gè)體將其自身目前狀態(tài)與過(guò)去狀態(tài)差作為輸入。針對(duì)恒定時(shí)延設(shè)計(jì)了控制器，基于Lyapunov方法對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了證明，通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的有效性。

圖6 個(gè)體的速度狀態(tài)分量[q（2）]變化曲線(xiàn)

參考文獻(xiàn)

[1] CAO Y， YU W， REN W， et al. An overview of recent progress in the study of distributed multi?agent coordination [J]. IEEE transactions on industrial informatics， 2012， 9（1）： 427?438.

[2] OLFATI?SABER R， MURRAY R M. Consensus problems in networks of agents with switching topology and time?delays [J]. IEEE transactions on automatic control， 2004， 49（9）： 1520?1533.

[3] TIAN Y P， LIU C. Robust consensus of multi?agent systems with diverse input delays and asymmetric interconnection perturbations [J]. Automatica， 2009， 45（5）： 1347?1353.

[4] MUNZ U， PAPACHRISTODOULOU A， ALLGOWER F. Delay robustness in consensus problems [J]. Automatica， 2010， 46（5）： 1252?1265.

[5] PAPACHRISTODOULOU A， JADBABAIE A， MUNZ U. Effects of delay in multi?agent consensus and oscillator synchronization [J]. IEEE transactions on automatic control， 2010， 55（6）： 1471?1477.

[6] MENG Z Y， REN W， CAO Y G， et al. Leaderless and leader?following consensus with communication and input delays under a directed network topology [J]. IEEE transactions on systems man and cybernetics， 2011， 41（1）： 75?88.

[7] HONG Y， HU J， GAO L. Tracking control for multi?agent consensus with an active leader and variable topology [J]. Automatica， 2006， 42（7）： 1177?1182.