Distributed Optimal Output Consensus of Uncertain Nonlinear Multi-Agent Systems over Unbalanced Directed Networks via Output Feedback
针对不平衡有向图上规范形式的不确定非线性多智能体系统的分布式最优输出一致性问题，提出了一种新的基于扰动器的输出反馈控制方法.该问题的主要挑战在于不平衡有向图和多智能体系统的非线性，其智能体状态不能用于反馈控制。基于两层控制器结构，首先设计了一个分布式最优协调器，将所考虑的问题转化为参考跟踪问题。然后，分散输出反馈控制器的发展，以稳定所得到的增广系统。在控制器设计中，利用高增益观测器来估计存在不确定性和干扰的代理状态，使得所提出的控制器仅依赖于代理输出。在标准假设下证明了代理输出的半全局收敛性，并使所有局部代价函数之和最小化。所得到的结果的一个关键特点是，所考虑的非线性代理只需要局部Lipschitz，并具有全局渐近稳定和局部指数稳定的零动态。
2021-11-16 cs.SY eess.SY math.OC
A Passivity Analysis for Nonlinear Consensus on Balanced Digraphs
本文研究平衡有向图上多智能体系统的输出一致性问题，提出处理有向耦合的无源性分析通用方法，将问题转化为子流形上的收敛分析，并建立了基于无源性的充分条件，通过数值示例验证了结果。
2025-06-25 cs.SY eess.SY math.OC
Optimal Output Consensus of Second-Order Uncertain Nonlinear Systems on Weight-Unbalanced Directed Networks
研究了二阶不确定非线性多智能体系统在权值不平衡有向网络上的分布式最优输出一致性问题。在局部代价函数强凸且具有全局Lipschitz梯度的标准假设下，设计了一种新的分布式动态状态反馈控制器，使得所有智能体的输出均达到最小化全局代价函数的最优解，该全局代价函数是所有局部费用函数之和.控制器的设计是基于一个两层的策略，其中一个分布式的最优协调器和参考跟踪控制器分别提出来解决所带来的挑战，从不平衡的有向网络和不确定的非线性函数。所提出的控制器的一个关键特点是，包含不确定性和干扰的非线性函数不需要全局Lipschitz。此外，利用适应控制技术，不需要任何不确定性或干扰的先验知识。最后通过两个仿真实例验证了所提控制方案的有效性。
2021-07-08 cs.SY eess.SY math.OC
Output consensus of nonlinear multi-agent systems with unknown control directions
在本文中，我们考虑了一般类的非线性多智能体系统的输出一致性问题，没有事先知道的智能体的控制方向。提出了两种分布式Nussbaum型控制律来解决异构多智能体的无领导者和领导者跟随的自适应一致性问题。最后通过实例和仿真验证了其有效性
2015-08-13 math.OC
Output Consensus of Networked Hammerstein and Wiener Systems
在本文中，我们考虑的输出一致性问题的网络Hammerstein和Wiener系统在噪声环境中。假设Hammerstein或Wiener系统是开环稳定的，其静态非线性允许增长，但不快于多项式。设计了一种基于扩展截断的分布式随机逼近算法的控制算法，并证明了在所设计的控制下，输出一致性是可以实现的。文中给出的数值模拟证明了理论的正确性。
2017-11-01 math.OC
Constrained H-infinity Consensus with Nonidentical Constraints
本文研究了具有不同约束集的多智能体网络的约束H ∞一致性问题。采用一种改进的分布式算法，并定义了一个非线性控制输出函数来评估扰动的影响。然后证明了当某个线性矩阵不等式有正解时，约束H_∞一致性是可以实现的。
2020-12-05 cs.SY eess.SY math.OC
Optimal Output Consensus for Nonlinear Multi-agent Systems with Both Static and Dynamic Uncertainties
在本技术说明中，我们研究了异构不确定非线性多智能体系统的最优输出一致性问题。所考虑的代理商所描述的高阶非线性动力学的静态和动态的不确定性。为了克服非线性、不确定性和最优要求所带来的困难，提出了一种两步设计方法，即依次构造最优信号发生器和分布式部分镇定反馈控制器。我们的研究不仅可以保证输出一致性，而且还可以实现分布式最优化问题的最优协议。
2020-07-18 math.OC
Positive Consensus of Directed Multi-agent Systems using Dynamic Output-feedback Control
研究了具有双端型输出反馈协议的有向多智能体系统的正一致性问题。更具体地说，有向图被用来建模的多智能体系统的通信拓扑结构和线性矩阵不等式（LMI）的一致性分析中使用的。利用正系统理论和图论，提出了一种凸规划算法，用于设计合适的协议，使得多智能体系统能够达成一致，且其状态轨迹始终保持在非负正交点上.最后，通过数值模拟验证了理论结果的有效性。
2020-09-01 math.OC
H_inf Consensus of nonlinear complex multi-agent systems using dynamic output feedback controller: An LMI approach
研究了一类非线性复杂多智能体系统基于固定阶非脆弱动态输出反馈控制器的一致性控制问题。该方案是分散的，在这个意义上，每个代理依赖于相邻代理之间的相对输出信息。基于共识的控制器的设计，以尽量减少代理的非线性项以及外部干扰的影响。通过适当的变换，将一致性问题转化为等价增广系统的镇定问题，利用李雅普诺夫稳定性定理得到未知的控制器参数，从而保证一致性的同时获得所考虑的控制目标.最后，为了证明所提出的算法的有效性，并与类似的早期研究进行了比较，一个由单连杆柔性机械臂组成的多智能体系统的数值例子。
2015-01-20 math.OC
A Passivity Analysis for Nonlinear Consensus on Digraphs
针对有向图网络系统的非线性输出一致问题，提出子流形约束无源性与补偿定理，实现任意图和任意无源智能体下的收敛保证。
2025-08-29 cs.SY eess.SY math.OC
Output Consensus of Heterogeneous Multi-Agent Systems with Mismatched Uncertainties and Measurement Noises: An ADRC Approach
本文研究了具有有向生成树的有向通信拓扑结构下的高阶主从多智能体系统在大规模非匹配干扰、非匹配不确定性和测量噪声下的实际输出一致性问题。通过引入不改变输出的可逆状态变换，利用扩展状态观测器提取并估计出影响各智能体输出性能并与变换后系统控制输入相匹配的实际总扰动。然后，结合输出反馈控制策略，设计了基于扩展状态观测器估计的控制策略，以获得输出一致性，并设计了前馈补偿器，以主动衰减各智能体的总干扰。通过严格的证明，证明了所有从者的输出都能实际跟踪领导者的输出，并且领导-从者多智能体系统的所有状态都是有界的。通过数值模拟验证了控制方案和理论结果的正确性。
2023-03-03 math.OC
An Output-Feedback Control Approach to the $H_{\infty}$ Consensus Integrated with Transient Performance Improvement Problem
研究了马尔可夫随机切换通信拓扑下网络化一般线性主体在外部干扰下的一致性性能改进问题。共识控制律只能利用其局部输出信息。首先，提出了一类基于全阶观测器的控制协议，解决了这个问题，它只依赖于邻居的相对输出。然后，为了消除全阶观测器的冗余，设计了一类基于降阶观测器的控制协议。给出了构造这两种协议的算法，保证了在不受干扰的情况下，Agent能够在渐近均方意义下达成一致，并且在干扰存在的情况下，Agent具有良好的$H_{\infty}$性能和瞬态性能.最后，将这两种算法应用于四架网络化的Raptor-90直升机，进行了数值模拟，验证了理论结果。
2018-10-15 math.OC
Optimal Output Consensus of Heterogeneous Linear Multi-Agent Systems Over Weight-Unbalanced Directed Networks
研究了权重不平衡有向网络上异构线性多智能体系统的分布式最优输出一致性问题。提出了一种新的分布式连续时间状态反馈控制器，使所有智能体的输出收敛到全局费用函数的最优解。在非平衡有向图强连通和局部费用函数强凸且具有全局Lipschitz梯度的标准条件下，建立了闭环多智能体系统的指数收敛性.然后，所提出的状态反馈控制法扩展到基于双稳态的输出反馈设置。最后通过两个算例验证了所提控制方案的有效性。
2021-11-16 math.OC
Distributed Optimal Output Consensus Control of Heterogeneous Multi-Agent Systems with Safety Constraints
本文提出一种动态分布式最优安全一致性协议，通过决策层扩展约束集投影优化与控制层收缩安全集参考跟踪相结合，在无需目标或梯度先验知识且仅需传输零点条件的温和假设下，同时实现异构多智能体系统的安全约束与输出最优一致性。
2024-01-11 math.OC
Consensusability of Continuous-Time Multi-Agent Systems With Unbounded Heterogeneous Constant Delays: A Signed Laplacian Perspective
National Key Laboratory of Autonomous Intelligent Unmanned Systems, Tongji University（同济大学自主智能无人系统全国重点实验室）
该研究结合频域分析与代数图论，构建符号拉普拉斯算子，推导时滞下连续时间多智能体系统的一致性条件，为时滞一致性机制提供新视角。
2026-08-28 cs.SY eess.SY math.DS
Optimal output consensus for linear systems: A topology free approach
本文对具有线性连续时间动态的齐次系统，提出了一个最优控制问题。在这个问题中，代理的控制信号的凸成本函数应最小化，而代理的输出应在某个给定的有限时间一致。这是集合或有限时间共识问题的一个实例。我们解决这个问题，没有任何限制的通信拓扑结构，并提供了一个解决方案，作为一个明确的反馈控制法的情况下，当代理的动态输出可控。结果表明，由解导出的通信图拓扑是完备的。基于有限时间一致性问题的解，我们给出了无限时间范围情况下的解。此外，我们调查在什么情况下，它是可能的，以表示控制器的反馈控制法律的输出，而不是状态。
2015-10-14 math.OC
Adaptive Output Consensus of Heterogeneous Nonlinear Multi-agent Systems: A Distributed Dynamic Compensator Approach
分布式动态补偿器，也称为分布式观测器，在异构非线性多智能体系统的输出一致性问题中起着关键作用。然而，大多数现有的分布式动态补偿器要求补偿器的信息通过通信网络交换，或者每个子系统的控制器满足一类小增益条件。本文提出了一种新的分布式动态补偿器来解决参数未知的异构非线性多智能体系统的自适应输出一致性问题。分布式动态补偿器只需要通过通信网络交换输出信息。因此，它减少了通信负担，并有利于实现的动态补偿器。此外，分布式动态补偿器将原自适应输出一致性问题转化为一类参数未知的非线性系统的全局渐近跟踪问题。然后，利用自适应反推方法，我们为每个子系统设计了一个自适应跟踪控制器，它不需要像以前的研究中那样的小增益条件。进一步证明了闭环系统中所有信号全局一致有界，且所提出的控制方案能使所有子系统的输出渐近跟踪领导者的输出.仿真结果表明了该设计方法的有效性。
2019-12-17 math.OC
Observer-Based Consensus of Nonlinear Positive Multi-Agent Systems with Saturated Control Input
针对具有非线性控制输入的非线性正多智能体系统，提出了一种分布式牵制一致性解决方案。网络拓扑被认为是一个有向和全连接的结构。通过对非线性输入和非线性系统动力学的直接分析，考虑扇区输入的非线性和各种拓扑形式，为每个非线性主体设计了标准观测器和分布式钉扎观测器.测量的局部输出细节勾勒出第一个观察者，另一个观察者通过其相邻代理的相应输出细节来实现。基于进一步观察到的状态细节，一个分布式的钉扎的非负全局一致性的非线性积极的多智能体系统的领导者和追随者的策略。此外，提出了两个多步算法来设置观测器增益和每个协议的标准。性能评估，以确认所提出的控制方法，并说明所得出的非负的共识，基于混合的协议的有效性。
2022-05-12 cs.SY eess.SY math.OC
Time Averaged Consensus in a Direct Coupled Coherent Quantum Observer Network for a Single Qubit Finite Level Quantum System
University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（澳大利亚国防军新南威尔士大学）
本文研究了构建单量子比特量子系统直接耦合量子观察者网络的问题，提出由量子谐振子网络组成的观察器，并证明其输出在时间平均意义下趋于一致性。
2015-03-04 cs.SY eess.SY math.OC
Leader-following consensus for multi-agent systems with nonlinear dynamics subject to additive bounded disturbances and asynchronously sampled outputs (long version)
研究了一类具有不确定动态的Lipschitz非线性多智能体系统的领导-跟随一致性问题，其中每个智能体只在离散时刻传输其噪声输出，且与其邻居无关.建议的共识协议是基于一个连续离散时间观测器，它提供了一个连续的时间估计的状态的邻居从他们的离散时间输出测量，连同一个连续的控制律。利用李雅普诺夫方法对多智能体系统的稳定性进行了分析，并在调节参数和最大允许采样周期满足一定不等式的条件下，保证了多智能体系统的指数实际收敛性.所提出的协议进行了模拟的多智能体系统，其动态由蔡氏振荡器统治。
2020-07-02 math.DS math.OC
Consensus of a class of nonlinear fractional-order multi-agent systems via dynamic output feedback controller
研究了一类不确定非线性分数阶多智能体系统的一致性问题。首先利用相邻智能体的输出测量值设计分数阶非脆弱动态输出反馈控制器，然后通过适当的状态变换将一致性问题转化为稳定性问题.基于直接李雅普诺夫方法，给出了变换后系统鲁棒渐近稳定性进而主系统一致的充分条件.此外，利用S-过程和Schur补，提出了含非线性项和不含非线性项的分数阶系统的系统镇定设计算法。结果被表示为一个线性矩阵不等式约束的最优化问题。仿真结果验证了理论结果的有效性。
2021-11-28 cs.NA eess.SP math.NA
Consensus Control for Heterogeneous Multi-Agent Systems
研究了由N个连续线性动力系统组成的异构多智能体系统的分布式输出反馈控制问题。为了实现输出一致性，假设一个虚拟参考模型来生成MAS需要跟踪和同步的期望轨迹。我们的研究结果的一个显着特点在于我们提出的共识控制算法实现的局部最优性和鲁棒性。此外，我们的研究集中在的情况下，可用的输出测量只包含相对信息的相邻代理和参考信号。事实上，通过利用严格正实（SPR）的传输矩阵的属性，条件推导出分布式输出反馈控制协议的存在，并提出解决方案，以综合稳定和共识控制协议在一个给定的连接有向图。结果表明，基于LQG、LQG/LTR和H ∞回路成形的设计方法都可以直接应用于一致性输出反馈控制协议的综合，从而保证了局部最优性和稳定鲁棒性.最后，需要将参考轨迹传输到仅一个或几个代理，并且在反馈控制器中不采用本地参考模型，从而消除了本地参考模型的同步。我们的结果补充了现有的，并说明了一个数值例子。
2015-10-07 math.OC
A dynamical approach to privacy preserving average consensus
Linköping University（林雪平大学）
本文提出了一种新颖的方法，在连续时间多智能体网络中实现平均一致性的同时避免泄露个体智能体的初始状态。通过引入称为输出掩码的映射，改变状态值后再进行传输。这些输出掩码是局部的、确定性的、时间变化的，并渐近收敛到真实状态。所得到的掩码系统也是时间变化的，其原始系统是其极限系统。论文证明了掩码系统具有原始平均一致性值作为全局吸引子，但为了保护隐私，它不能与未掩码系统共享平衡点，这意味着在掩码系统中，全局吸引子也不能稳定。
2019-03-02 cs.SY eess.SY math.OC
Decentralized design of consensus protocols with minimal communication links based on directed spanning tree
College of Artificial Intelligence and Automation, Beijing University of Technology（北京工业大学人工智能与自动化学院）；Engineering Research Center of Digital Community, Ministry of Education（教育部数字社区工程研究中心）
本文提出基于有向生成树的去中心化共识协议设计方法，通过线性变换和最小通信链路实现多智能体系统的共识问题转化与稳定控制，验证了去中心化设计的有效性。
2026-03-17 cs.SY eess.SY math.OC
Observer-based Leader-following Consensus for Positive Multi-agent Systems Over Time-varying Graphs
针对时变图上离散时间正多智能体系统的领导者-跟随者一致性问题，提出扩展的基于观测器设计，利用公共二次李雅普诺夫函数证明正性与输出一致性，并用数值示例验证。
2023-10-14 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Consensus of Linear Multi-Agent Systems with Adaptive Dynamic Protocols
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
针对一般连续时间线性多智能体系统，提出两种基于邻居相对输出信息的自适应动态一致性协议，实现无需全局信息的完全分布式一致性，并推广到领导-跟随和切换通信图情形。
2011-09-22 cs.SY eess.SY math.OC
Nonconvex Consensus ADMM for Cooperative Lane Change Maneuvers of Connected Automated Vehicles
互联和自动化车辆（CAV）为改善没有通信能力的自动化车辆（AV）的性能提供了巨大的潜力，特别是在车辆（或代理）需要合作以完成其操纵的情况下。密集交通中的变道机动，例如，对于非联网的自动驾驶汽车来说是非常具有挑战性的。为了缓解这个问题，我们提出了一个整体的分布式变道控制方案的CAV依赖于车辆到车辆的通信。将原来集中式的最优控制问题嵌入到基于共识的乘子框架的交替方向法中，以分布式滚动时域方式求解。虽然代理动力学使基本的最优控制问题的非凸，我们提出了一个问题的重新制定，允许获得收敛保证。在分布式环境中，每个智能体需要在本地求解一个非线性规划（NLP）。为了获得局部NLP的实时解，我们利用优化引擎OpEn，其实现用于最优控制的近似平均牛顿法（PANOC）。仿真结果证明了该方法的有效性和实时性。
2020-05-24 cs.SY eess.SY math.OC
Event-Triggered Consensus of Homogeneous and Heterogeneous Multi-Agent Systems with Jointly Connected Switching Topologies
研究了满足联合连通条件的交换网络的分布式基于事件的一致性问题。研究了同构线性网络的状态一致性和异构线性网络的输出一致性。设计了两种基于局部采样信息的基于事件的协议，无需求解任何矩阵方程或不等式。理论分析表明，所提出的基于事件的协议保证实现共识和排除Zeno行为的联合连接无向交换图。这些协议不依赖于网络拓扑的全局知识，并且独立于交换规则，可以以完全分布式的方式设计和使用。它们能够避免控制器更新或触发功能监视的连续信息交换，这保证了所提出的协议的可行性。
2020-09-22 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Consensus Tracking of Heterogeneous Multi-Agent Systems under Switching Topologies
在本文中，我们考虑了一个鲁棒的一致性跟踪问题的异构多智能体系统的时变互连拓扑结构。基于公共李雅普诺夫函数和内模技术，状态和输出反馈控制律来解决这个问题。该设计是鲁棒的，通过承认一些参数的不确定性的多智能体系统。
2015-08-13 math.OC
Exponential convergence of distributed optimization for heterogeneous linear multi-agent systems
在这项工作中，我们研究了一个分布式的最优输出共识问题的异构线性多智能体系统的代理的目的是达成共识的目的是最小化的私人凸成本的总和。基于输出反馈，采用比例积分（PI）控制技术，提出了一种全分布式控制律。对于具有Lipschitz梯度的强凸代价函数，所设计的控制器在无向连通网络中可以指数收敛。此外，为了消除连续通信的要求，所提出的控制律，然后扩展到周期性和事件触发的通信计划，这也达到指数收敛。最后给出了两个仿真例子来验证所提出的控制算法。
2021-01-12 cs.SY eess.SY math.OC
Time Averaged Consensus in a Direct Coupled Distributed Coherent Quantum Observer
University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（新南威尔士大学澳大利亚国防军学院）
本文提出一种分布式直接耦合量子观测器，用于闭合线性量子系统，证明其在时均意义下达成一致性，通过示例和仿真展示其特性。
2015-03-04 cs.SY eess.SY math.OC
Consensus of Discrete-Time Linear Multi-Agent Systems with Observer-Type Protocols
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Peking University（北京大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
针对离散时间线性多智能体系统，提出基于邻居相对输出的观测器型协议，将共识问题转化为低维矩阵稳定性，并给出协议设计算法以实现有向拓扑下的共识。
2011-03-06 cs.SY eess.SY math.OC
Consensus of fractional-order multi-agent systems: Matrix inequality approach
研究了一类分数阶非线性系基于线性矩阵不等式的固定阶动态输出反馈控制器的鲁棒镇定问题。提出了基于直接李亚普诺夫方法的低阶控制器的系统镇定算法设计。在所提出的算法中，包含双线性变量的条件被解耦成单独的条件，而不施加等式约束或考虑控制器参数的迭代搜索。对状态空间矩阵没有任何限制性约束，并假设了最完备的输出反馈控制器。仿真结果验证了该设计的有效性和直观性。
2019-06-04 math.DS math.OC
Robust output synchronization of a network of heterogeneous nonlinear agents via nonlinear regulation theory
本文研究了一类异质扩散耦合非线性智能体网络的输出同步问题。具体来说，我们展示了如何（不相同）代理可以控制在这样一种方式，他们的输出渐近跟踪一个指定的非线性外系统的输出。这个问题分两步解决。在第一步中，（相同的）非线性参考发生器之间达成共识的问题得到解决。在这方面，它示出了如何最近开发的技术来解决线性代理之间的共识问题，可以扩展到代理建模的非线性d维微分方程，通信图连接的假设下。在第二步中，非线性输出调节理论应用于分散控制模式中，以迫使网络的每个代理的输出鲁棒地跟踪本地参考模型的（同步）输出。
2013-03-12 math.OC
Leader-following Consensus over Jointly Connected Switching Networks is Achievable for Exponentially Unstable Linear Systems
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文提出在联合连接切换网络上，指数一致性的实现对于一般线性多智能体系统，即使系统矩阵指数不稳定也是可能的，突破了传统限制。
2026-03-19 cs.MA cs.SY eess.SY
DiscreteCommunication and ControlUpdating in Event-Triggered Consensus
Tongji University（同济大学）；Shanghai Research Institute for Intelligent Autonomous Systems（上海智能自主系统研究院）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Yangtze Delta Region Academy of Beijing Institute of Technology（北京理工大学长三角研究院）；Peking University（北京大学）
本文研究了一致性控制问题面临的三个基本要求，即，离散控制更新的每个代理，离散时间相邻代理之间的通信，以及完全分布式的方式，控制器的实现，而不需要任何全局信息的整个网络拓扑。现有的相关结果最多只能满足一个或两个需求是不适用的，在本文中，我们建立了一个新的框架来解决离散通信和控制的完全分布式共识问题。在这个框架中的第一个关键点是控制器的设计，只更新在离散事件的时刻，不依赖于全局信息，通过引入时变增益的启发自适应控制技术。另一个关键点是新的动态触发功能，是独立于相邻代理之间的相对信息的发明。在此框架下，我们提出了无向图的完全分布式状态反馈事件触发协议，并进一步研究了输出反馈控制和有向图的更复杂情况.最后，数值例子验证了所提出的事件触发协议的有效性。
2022-10-26 cs.AI cs.SY eess.SY
Designing Facilities to Improve Flexibility: Zone-based Dynamic Facility Layout with Embedded Input/Output Points
本文提出基于区域的动态设施布局模型ZDFLP，并设计两阶段数学启发式算法直接求解，以提升布局灵活性并适应设计者需求。
2023-09-02 math.OC
Distributed Adaptive Consensus Control of High Order Unknown Nonlinear Networked Systems with Guaranteed Performance
针对高阶非线性多智能体系统，提出了具有指定性能函数的自适应协同跟踪控制。使用这种方法，最初在已知大集合内的跟踪误差被限制在较小的预定义集合内。利用输出误差变换，将约束系统松弛并映射到无约束系统。控制器的设想下，代理的非线性动力学是未知的，感知网络的结构和强连接的假设。在所提出的控制器下，所有智能体跟踪的领导节点的轨迹，保证一致最终有界的转换误差和未知参数和动态的有界自适应估计。此外，建议的控制器与PPF分布，使得每个追随者代理需要自己的状态之间的信息相对于连接的邻居。针对具有不确定时变参数和外部干扰的高度非线性异构网络系统，验证了所提出的控制器的鲁棒性和平滑性。索引术语：预定性能，神经自适应，高阶，转换误差，多智能体，分布式控制，一致性，同步，瞬态，稳态误差，MIMO，SISO。
2019-04-25 math.OC
