复杂约束下多智能体网络协同控制

本书以多智能体网络协同控制理论为核心，围绕近十年复杂约束下多智能体网络协同控制相关研究的难点和热点问题，从系统模型、网络拓扑结构、分布式控制方法等多个角度出发，针对线性、非线性多智能体网络，系统地解决了间断式通信、时滞非线性、未知非线性动态、状态约束等因素下的协同控制问题，并以航天器编队飞行任务为背景，介绍了多种不确定性影响下的多航天器有限时间姿态协同控制方法，实现了多航天器系统的高性能姿态控制，进一步在复杂网络拓扑结构下，给出了满足多任务需求的姿态编队-合围控制方法，并通过大量的数值仿真实例验证了理论结果的有效性和可行性。

本书可作为协同控制及其相关研究领域的教师、科研人员及工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校自动化、系统科学、计算机等理工科专业高年级本科生及研究生的教材和参考用书。

“博士后文库”序言
前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2多智能体网络协同控制概述2
1.3多智能体网络一致性控制概述4
1.3.1线性多智能体网络一致性控制5
1.3.2非线性多智能体网络一致性控制7
1.3.3未知非线性动态下多智能体网络一致性控制8
1.4多航天器系统姿态协同控制10
1.5本章小结14
第2章预备知识15
2.1代数图论15
2.1.1图论的基本概念15
2.1.2图论的矩阵分析16
2.2系统稳定性理论19
2.2.1非自治系统19
2.2.2线性时不变系统21
2.3神经网络逼近理论21
2.4航天器姿态模型22
2.4.1常用参考坐标系22
2.4.2航天器姿态表示23
2.4.3航天器姿态运动学模型和动力学模型24
2.5符号说明及相关引理25
2.6本章小结26
第3章间断式通信下多智能体网络协同控制27
3.1线性多智能体网络协同控制27
3.1.1问题描述27
3.1.2主要结果29
3.1.3仿真结果与分析36
3.2非线性多智能体网络协同控制41
3.2.1问题描述41
3.2.2主要结果44
3.2.3仿真结果与分析47
3.3本章小结50
第4章时滞非线性多智能体网络协同控制51
4.1问题描述51
4.2无领导者拓扑结构下非线性多智能体网络协同控制52
4.3有领导者拓扑结构下非线性多智能体网络协同控制61
4.4仿真结果与分析69
4.4.1无领导者拓扑结构下非线性多智能体网络协同控制69
4.4.2有领导者拓扑结构下非线性多智能体网络协同控制70
4.5本章小结72
第5章具有未知非线性动态的多智能体网络协同控制73
5.1非线性多智能体网络协同跟踪控制73
5.1.1问题描述73
5.1.2主要结果76
5.1.3仿真结果与分析85
5.2非线性多智能体网络协同跟踪容错控制87
5.2.1问题描述87
5.2.2主要结果89
5.2.3仿真结果与分析98
5.3本章小结101
第6章状态约束下严格反馈非线性多智能体网络协同控制102
6.1问题描述102
6.2输出约束下非线性多智能体网络协同控制104
6.3全状态约束下非线性多智能体网络协同控制115
6.4仿真结果与分析127
6.4.1输出约束下非线性多智能体网络协同控制127
6.4.2全状态约束下非线性多智能体网络协同控制129
6.5本章小结133
第7章多种不确定性影响下多航天器系统有限时间姿态协同控制135
7.1问题描述135
7.2具有静态领导者的多航天器有限时间姿态协同控制136
7.2.1有限时间观测器设计136
7.2.2有限时间姿态协同控制器设计139
7.2.3仿真结果与分析143
7.3具有动态领导者的多航天器有限时间姿态协同控制146
7.3.1有限时间观测器设计146
7.3.2有限时间姿态协同控制器设计150
7.3.3仿真结果与分析159
7.4本章小结163
第8章多航天器系统有限时间姿态协同编队-合围控制164
8.1问题描述164
8.2主要结果167
8.2.1M个领导者航天器的有限时间姿态协同编队控制167
8.2.2N.M个跟随者航天器的有限时间姿态合围控制176
8.3仿真结果与分析186
8.4本章小结197
参考文献199
编后记212