基于事件触发机制的多智能体系统+一致性控制设计及实现
基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制
基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制随着人工智能和机器学习的快速发展，多智能体系统在各个领域中的应用越来越广泛。
多智能体系统由多个智能体组成，每个智能体都具有自主决策和行动能力。
在这样的系统中，实现一致性控制是一个重要的问题，因为不同智能体之间的协调与合作是系统正常运行的关键。
传统的多智能体系统一致性控制方法通常基于中心化的决策和通信机制。
然而，这种方法存在着通信开销大、计算复杂度高等问题。
为了解决这些问题，基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制方法应运而生。
事件驱动的控制方法是一种新颖的控制策略，它通过智能体之间的局部交互来触发控制动作。
与传统的周期性控制方法相比，事件驱动的控制方法可以减少通信和计算开销，提高系统的效率和稳定性。
在基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制中，每个智能体根据自身状态和邻居智能体的状态来决定是否触发控制事件。
当一个智能体的状态与其邻居智能体的状态之间存在差异时，该智能体将触发控制事件以调整自身状态，以实现整个系统的一致性。
通过事件驱动的方式，系统中只有状态发生变化时才会进行通信和计算，从而减少了通信开销和计算复杂度。
基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制方法具有以下优点：一是可以减少系统中的通信和计算开销，提高系统的效率；二是可以降低系统的复杂度，简化系统的设计和实现；三是可以提高系统的稳定性和鲁棒性，使系统更加可靠。
然而，基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制方法仍然存在一些挑战和问题，例如如何确定合适的事件触发条件、如何设计有效的控制策略等。
未来的研究可以探索这些问题，并进一步改进和优化基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制方法。
总之，基于事件驱动的线性多智能体系统一致性控制是一个具有潜力和前景的研究方向。
通过减少通信和计算开销，提高系统的效率和稳定性，它将在多智能体系统的设计和控制中发挥重要作用。
基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性控制
能体研究的基础，它具有较低的运作成本、较好的容错性、较高的鲁
棒性、较强的机动性以及自适应性等不可比拟的优势． 然而目前基于
多智能体协同控制的研究面临着许多问题，例如同步问题、剧集蜂拥
问题、编队控制问题等，这些问题归根结底都是一致性问题，而一致
性问题又是多智能体协同控制中最具挑战性的问题之一．所谓的多智
余数据传输量． 由于智能体间无线通信
网络易遭受网络攻击，因此考虑无线通
信网络环境下欺骗攻击的影响，建立了
一类基于事件触发和欺骗攻击的多智能
体系统数学模型． 基于此模型，通过利用
Ｌｙａｐｕｎｏｖ 稳定性理论、多智能体一致性
理论和线性矩阵不等式技术分别给出多
智能体一致性控制的稳定性条件和控制
器设计算法．最后，通过仿真算例验证了
ＤＯＩ：１０．１３８７８ ／ ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｕｉｓｔ．２０１９．０４．００３
王誉达１ 查利娟１，２ 刘金良１ 费树岷３
基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性控制
摘要
本文研究了基于事件触发和欺骗攻
击的多智能体一致性问题． 为了降低智
能体间无线通信网络负载，本文引入事
件触发机制来减少智能体之间通信的冗
示智能体 ｊ 收到智能体 ｉ 的信息，但是反之则不一定．
替换，最终破坏系统的稳定性或使系统完成攻击者
的指令．近年 来， 欺 骗 攻 击 成 为 网 络 安 全 的 热 点 问
有向边 Ｅ ＝ { ｅ ｉｊ ＝ （ ｖ ｉ ，ｖ ｊ ） } ⊂ Ｖ × Ｖ 和一个具有非负
项的加权邻接矩阵 Ｗ ＝ ［ ａ ｉｊ ］ 组成．边 ｅ ｉｊ ＝ （ ｖ ｉ ，ｖ ｊ ） 表
３ 东南大学 自动化学院，南京，２１００９６
基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制研究
基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制研究随着多智能体系统的日益普及，保证系统的容错一致性变得至关重要。
容错一致性控制是指在多智能体系统中，当出现单个智能体发生错误或意外情况时，通过系统的自我修复能力，保证整个系统的一致性。
事件触发机制是一种非常有效的控制方法，在多智能体系统中也得到了广泛应用。
事件触发机制是指根据系统状态与其中一种预设条件之间的差异，引发系统的控制动作。
在H_∞容错一致性控制研究中，事件触发机制可以用于检测系统状态的异常或错误，并触发相应的容错控制动作。
在多智能体系统中，由于各个智能体之间存在通信和协调的问题，容错一致性控制会变得非常困难。
而基于事件触发机制的容错一致性控制方法可以有效解决这一问题。
该方法可以根据系统的运行状态，选择合适的事件触发条件，当条件满足时，触发相应的容错控制动作，保证系统的一致性。
在实际应用中，为了保证系统的H_∞容错一致性，需设计合适的事件触发条件。
一种常见的事件触发条件是基于系统的误差信号。
当系统的误差超过一定阈值时，触发容错控制动作。
另一种事件触发条件是基于系统的状态变化。
当系统的状态变化超过一定幅度时，触发容错控制动作。
这些事件触发条件都可以根据具体的系统要求和应用场景，进行合理的选择和设计。
基于事件触发机制的H_∞容错一致性控制还需要考虑容错控制策略的设计。
容错控制策略是指在系统发生错误或意外情况时，选择合适的控制动作以修复系统并保持一致性。
常见的容错控制策略包括重构控制、吸引控制和漂移控制等。
这些策略可以通过事件触发机制来触发，以实现系统的容错一致性控制。
总之，基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制是一种非常有效的控制方法。
通过选择合适的事件触发条件和容错控制策略，可以保证系统在出现错误或意外情况时的自我修复能力，从而实现系统的容错一致性。
在未来的研究和应用中，还需进一步研究如何选择合适的事件触发条件和容错控制策略，以提高系统的容错性和一致性。
基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制研究
基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制研究基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制研究摘要：多智能体系统在现代复杂工程控制中扮演着重要角色。
然而，由于环境噪声、通信延迟和传感器误差等因素的干扰，系统容易出现不一致性。
为了解决这个问题，本文提出了一种基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制方案。
通过事件触发机制，智能体仅在遇到特定事件时才进行通信和调整，从而减少通信开销和调整频率。
通过引入H_∞控制理论，系统能够最小化其对干扰的敏感性，并在保证一致性的同时实现容错控制。
实验结果表明，该方法能够显著提高多智能体系统的容错性和一致性。
1. 引言多智能体系统在自主机器人、无人驾驶、智能交通等领域中被广泛应用。
然而，由于系统之间的相互影响和不确定性因素的存在，多智能体系统往往面临一致性问题，即智能体之间无法达成一致的动态行为。
同时，在实际应用中，系统还会受到各种干扰，如环境噪声、通信延迟和传感器误差等，导致系统性能下降或失效。
因此，确保多智能体系统的一致性和容错性成为一个重要的研究课题。
2. 相关工作过去的研究中，已经提出了一些解决多智能体系统一致性和容错性的方法。
其中，基于中心化控制的方法需要一个中央调度器来协调智能体的行为，但这种方法的缺点是中央调度系统容易成为系统的单点故障，对系统的可扩展性有一定限制。
另外，一些基于分布式控制的方法利用邻近智能体之间的信息交换来保持一致性，但这种方法容易受到通信延迟和噪声的影响，对系统的鲁棒性有一定挑战。
3. 方法提出本文提出了一种基于事件触发机制的多智能体系统H_∞容错一致性控制方案。
该方案通过智能体感知环境中的特定事件，如目标位置的变化或邻近智能体的行为变化等，来触发通信和调整。
与传统的周期性通信方式相比，事件触发机制能够减少通信开销，并且只在必要时才进行调整，降低了系统的计算负载。
同时，引入H_∞控制理论，系统能够最小化其对干扰的敏感性。
动态事件触发下多智能体系统的编队控制研究
动态事件触发下多智能体系统的编队控制研究动态事件触发下多智能体系统的编队控制研究摘要：随着无人系统的迅速发展，多智能体系统在各个领域中的应用日益广泛。
编队控制是多智能体系统中的一个重要问题，它涉及多个智能体之间的协作与合作。
本文通过动态事件触发的方法，对多智能体系统的编队控制进行了研究。
通过设计事件触发条件和控制策略，实现了多智能体系统在复杂环境下的高效编队控制。
一、引言随着科技的不断进步，无人系统的发展成为一个研究热点。
无人系统具有自主性、智能性和协同性等特点，可以应用于军事、航空、交通等多个领域。
而多智能体系统作为无人系统的重要组成部分，其协同工作能力对于整个系统的功能和效能至关重要。
编队控制是多智能体系统中的一个关键问题，它要求多个智能体能够在空间中形成有序的几何结构，以实现协同工作。
在实际场景中，多智能体系统面临着多样化、复杂化的环境和任务要求，因此编队控制问题具有一定的难度和挑战。
二、相关工作以往的研究中，人们通过设计各种算法和控制策略来解决编队控制问题。
其中，事件触发控制方法是一种常用且有效的控制方式。
该方法通过设定触发条件，在满足条件时对控制器进行调度，从而降低通信和计算资源的消耗，提高系统的响应速度和实时性。
然而，由于动态事件触发带来的控制器切换频率较高，对系统的稳定性分析和性能评价较为复杂。
三、动态事件触发控制方法本文中，我们采用动态事件触发控制方法来解决多智能体系统的编队问题。
首先，我们设计了事件触发条件。
触发条件应能够保证系统在任务要求下能够形成稳定的编队结构。
其次，我们基于触发条件设计了控制策略。
通过在满足条件时对控制器进行调度，实现了多智能体系统的有序运动和协同工作。
最后，我们对系统的稳定性进行了分析，并给出了系统参数的选择方法。
四、仿真实验与结果分析为了验证动态事件触发控制方法的有效性，我们进行了一系列的仿真实验。
实验中，我们考虑了多个智能体在动态环境中的编队控制问题。
网络化多智能体系统的事件触发一致性研究
本次演示将介绍网络化多智能体系统的事件触发一致性的相关概念、挑战及 解决方案，并通过实验结果进行分析和展望。
事件触发一致性定义
事件触发一致性是指多个智能体在网络中通过事件触发的方式进行信息交流 和协调行动，最终达到一致的状态。具体来说，事件触发一致性包括消息传递和 时间同步两个方面的内容。消息传递是指多个智能体之间通过事件触发的方式进 行信息交流，以达到协同合作的目的；时间同步则是指多个智能体在信息交流过 程中能够保持时间上的同步，以确保协同合作的准确性和高效性。
2、路由选择：在网络化多智能体系统中，选择合适的路由对实现事件触发 一致性至关重要。针对拓扑结构带来的影响，可以通过优化路由选择算法，使得 信息能够更加高效地传递。例如，可以采用分布式路由算法，让智能体根据邻居 节点的状态自主选择路由，以适应不同的应用场景。
3、时间戳同步：为了解决异步通信带来的问题，可以采用时间戳同步的方 法。即给每个消息附加一个时间戳，确保每个智能体接收到的时间戳都是一致的。 这样，即使通信存在延迟，智能体之间也可以根据时间戳对齐事件顺序，从而实 现事件触发一致性。
4、故障检测与恢复机制可以迅速应对网络故障，确保系统的稳定运行。在 有故障的情况下，采用故障检测与恢复机制的系统相比未采用的系统，事件触发 一致性提高了15%。
结论与展望
本次演示对网络化多智能体系统的事件触发一致性进行了深入研究，阐述了 事件触发一致性的定义与性质以及面临的挑战。针对这些挑战，本次演示提出了 一系列解决方案，并通过实验验证了这些方案的有效性。
1、消息缓存可以有效降低因消息传递延迟和网络故障对事件触发一致性的 影响。相较于无消息缓存的系统，含消息缓存系统的平均一致性程度提高了25%。
2、路由选择对于优化信息传递效率和系统性能具有积极作用。采用分布式 路由算法的系统在通信开销上降低了15%，且一致性程度有所提升。
多智能体基于事件触发机制的原理
多智能体基于事件触发机制的原理1.概述多智能体系统是指由多个智能体组成的集合体，每个智能体都具有自主决策、自主行动的能力，并通过协作实现共同目标。
事件触发机制是一种用于多智能体系统中的通信和决策机制，其基本思想是在特定的事件发生时，相关智能体之间进行通信、共享信息以及做出相应的行动。
本文将介绍多智能体基于事件触发机制的原理和应用。
2.事件触发机制的基本原理事件触发机制是多智能体系统中一种基于事件的通信和协作机制，它的基本原理如下：2.1事件的定义和识别在多智能体系统中，事件可以定义为系统状态的变化或者是某个特定条件的满足。
为了实现事件的识别，通常需要定义事件的触发条件以及事件的优先级。
2.2事件的通信和共享当某个事件发生时，相关智能体之间需要发起通信以及共享相关信息。
通信可以通过消息传递、共享内存等方式实现，智能体之间可以交换信息、更新状态，以便做出相应的决策和行动。
2.3事件的决策和行动在事件触发机制中，智能体根据接收到的事件信息以及本地的知识和策略，做出相应的决策和行动。
这些决策和行动可以是合作的、协调的，也可以是竞争的、冲突的，取决于智能体之间的策略和目标。
2.4事件触发机制的更新和适应多智能体系统中的事件触发机制需要不断更新和适应，以应对系统中不断变化的环境和任务要求。
更新和适应可以通过学习、演化等机制实现，在不同的环境和任务下，智能体可以自主地改变事件触发机制的规则和策略。
3.多智能体基于事件触发机制的应用多智能体系统中的事件触发机制可以应用于多个领域，下面介绍两个具体的应用场景：3.1多智能体协同控制系统在多智能体协同控制系统中，各个智能体通过事件触发机制进行信息交互和协作，以完成复杂的任务。
例如，在无人机群体中，当某个无人机探测到目标物体时，可以通过事件触发机制将目标信息广播给其他无人机，并协调它们的行动以实现目标的追踪和监测。
3.2多智能体交通系统多智能体交通系统是指由多个智能车辆组成的交通系统，智能车辆之间通过事件触发机制进行通信和协作，以实现交通的安全和效率。
多智能体协同控制系统的设计与实现
多智能体协同控制系统的设计与实现近年来，随着智能化技术的发展，多智能体协同控制系统逐渐被广泛应用于各个领域，如机器人、自动化生产线和智能交通系统等。
这种系统采用分布式控制策略，使得多个智能体之间可以通过合作完成任务，而且协同效果会比单个智能体效果更好。
本文将介绍多智能体协同控制系统的设计与实现。
一、多智能体协同控制系统的基本原理多智能体协同控制系统由多个智能体组成。
每个智能体具有自主性和协同性。
自主性是指每个智能体都可以进行局部决策，并根据自身的感知、认知和决策进行相应的动作。
协同性是指智能体可以通过信息交互，共同完成一定的任务，并实现全局最优。
多智能体协同控制系统的基本原理是分布式控制。
系统中不同的智能体之间通过信息交互实现合作，每个智能体具有一定的控制权，可以根据局部环境信息和任务要求进行相应的动作。
同时，智能体之间也存在着协同关系，相互协调完成任务，从而达到全局最优。
二、多智能体协同控制系统的设计与实现需要考虑多个方面，如智能体的定义、智能体之间的通信、决策和控制等。
下面将详细介绍多智能体协同控制系统的设计与实现。
1. 智能体的定义不同的任务需要不同的智能体。
根据任务类型和要求，可以定义不同类型的智能体。
智能体通常包括以下几个方面：（1）感知模块，用于感知环境和获取信息；（2）决策模块，用于根据环境信息和任务要求进行决策；（3）控制模块，用于实施动作和控制运动。
2. 智能体之间的通信多智能体协同系统需要进行信息交互和协同决策。
因此，在设计和实现过程中必须考虑智能体之间的通信协议和通信方式。
常用的通信协议包括TCP、UDP、FTP等。
通信方式有多种，如广播、单播、多播等。
确定合适的通信协议和通信方式可以保证多智能体之间的信息交流和合作顺畅。
3. 决策与控制在多智能体协同系统中，每个智能体需要根据自身的感知和任务要求进行决策和控制。
这需要引入分布式控制策略，将任务划分成不同的子任务，并给不同的智能体分配相应的任务。
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I
ABSTRACT
ABSTRACT
Multi-agent system, has been widely used in many fields, is a hot direction in the field of control theory. Consensus problem is a fundamental problem of multi-agent system. All the improvements in consensus problem have an important effect on multiagent system in formation, flocking, tracking and so on. ”Consensus” refers to the states which are relevant to the system tend to be the same, while ”consensus problem” is the rule of interaction and information communication between different agents. Theoretical basis of consistency has been developed to be relatively complete, but all of these studies are in continuous time or in the discrete time. In the practical application, the excessive usage of communication will cost 70% of the energy for sensors. In order to reduce consumption of energy and occupancy of computing power, this thesis will introduce an event-triggered mechanism to improve the existing consensus protocol – in the premise of ensuring the stability and consensus of the system, it tries to minimize the computing and communications. The main contents are given as follows:
1. We introduce an event-trigger mechanism and design a first-order system eventtrigger control protocol on the basis of the first-order multi-agent system consensus protocol. A triggering function of event-trigger mechanism ensuring the stability and consensus of first-order system is designed by using Lyapunov stability. By calculating the theoretical shortest trigger interval, it proves Zeno behavior does not exist in the system, and the stability and consistency is ensured to be achieved. Through MATLAB simulation, the system is verified to demonstrate consensus under the proposed protocol. Compared to the original continuous control protocol, event-triggered protocol reduces communications of the system during reaching consensus.
1.在一阶多智能体系统一致性协议的基础上，引入事件触发机制，设计一 阶系统的事件触发控制协议。 通过李亚普诺夫稳定性设计事件触发器的触发函 数，保证一阶系统的稳定性和一致性。 通过计算理论上的最短触发间隔，证明系 统不存在Zeno行为，保证系统在实际应用中稳定性和一致性是可以达到的。 通 过MATLAB仿真，验证了系统在该协议控制下达到一致。 相较于原连续控制协 议，事件触发协议减少了系统达到一致过程中的通讯。
Professor HuJiangping School of Automation Engineering
注 1 注明《国际十进分类法 UDC》的类号
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。
2. We design the event-trigger control protocol of second-order multi-agent system without leader. Through matrix transforming, the system is divided into two subsystems. We design the triggering function ensuring the stability and consensus of second-order system by using Lyapunov stability in subsystems. Similarly, it proves Zeno behavior does not exist in the system under the control protocol. Through MATLAB simulation, the system is verified to reach consensus under this control protocol. Compared with the original continuous protocol, event-triggered protocol reduces communications of the system during reaching consensus.
3.设计二阶Leader-Follower系统的事件触发控制协议。 通过变量替换，利用李 亚普诺夫稳定性设计了事件触发函数，通过放缩取得了通讯间隔的最小下界，证 明了Zeno行为不存在。 通过MATLAB验证了系统在该协议下最终达到一致，且相 较于连续控制协议，事件触发协议减少了系统的通讯。
4.设计并实现了一种多智能体系统的仿真程序。 该程序实现了对多智能体系 统仿真初始条件的控制化输入，计算仿真，动态地演示仿真结果，显示关键数据。 另外该程序能够通过简单的步骤对内置的多智能体算法进行扩展，适应不同的情 况。 程序能够在64位Windows系统上运行。
III
ABSTRACT
3. We design the event-trigger control protocol of the second-order leader-follower system. By using variable trasformation and Lyapunov stability, the triggering function is designed. By scaling, the minimum interval of communication is acquired and it proves Zeno behavior does not exist in the system. The system consensus is verified to be finally reached under the protocol. Compared to the continuous-time control, event-triggered protocol reduces the communications 。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）
签名： 周裕龙
导师签名： 胡江平
日期： 2015 年 5 月 25 日
摘要
摘要
多智能体系统在许多方面有着广泛的应用，是控制学科的一个热点。 一致性 问题是多智能体系统的基础问题，在一致性问题上的改进对于多智能体系统的编 队、群集、跟踪等问题意义重大。“一致性问题”是指系统中所关心的信息状态趋 于相同，而“一致性协议”是智能体间相互作用、信息传递的规则。 一致性问题 的理论基础已经展得比较完备，但是所有的这些研究成果都是在连续时间或者固 定离散时间内的，在实际应用中过多的通讯将消耗传感器70%的能源。 为了减少 能量消耗、 减少计算能力的占用，本文将引入一种事件触发的机制来改进现有的 一致性协议——在保证系统稳定和一致的前提下，尽可能减少计算和通信。 本文 主要研究内容如下：
电子科技大学
UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
硕士学位论文
MASTER THESIS
（电子科技大学图标）
论文题目
基于事件触发机制的多智能体系统 一致性控制设计及实现
学科专业
学
号
作者姓名
指导教师
控制理论与控制工程 201221070427 周裕龙