Regional Boundary Asymptotic Gradient Full-Order Observer in Distributed Parabolic Systems
本文的目的是探讨区域边界渐近梯度全阶观测器(RBAGFO观测器)的概念与传感器结构的特性。然后,我们提出了各种有关的不同类型的测量,区域和边界条件的分布参数系统(DPSS)的抛物型系统问题的结果。考虑的方法,这项工作是来自Luenberger观测器理论,这是使渐近估计的状态梯度的原系统的域边界Ω的子区域,以实现RBAGFO-可观性的概念。我们还证明了所考虑的系统存在一个动力系统,它不是通常意义上的BAGFO-观测器,但它可能是区域RBAGFO-观测器。
2020-04-30 math.OC
An Improved Distributed Nonlinear Observer for Leader-Following Consensus Via Differential Geometry Approach
研究了分布式非线性观测器框架下的领导者跟随输出一致性问题。通过引入一组几何条件,取代了对领导系统的某些假设,得到了一种新的具有较小保守性的分布式观测器策略,从而提高了已有结果的适用性.更具体地说,改进的分布式观测器可以精确地处理一些非线性领导系统的一致性问题,而传统的策略在一定的假设条件下是无效的,如弹性轴单连杆机械手(ESSLM)系统和大多数一阶非线性系统。我们证明了我们的分布式观测器的误差动态的指数稳定性的充分条件,提出了两个开创性的引理,以显示在李雅普诺夫型矩阵中出现的两个矩阵的最大特征值之间的关系。然后,利用微分几何中提出的零动态部分反馈线性化方法,设计了仿射非线性多智能体系统的纯分散控制律。利用这一改进,可以将已有的结果看作是一种特殊情况,因为跟踪器可以选择为任意的最小相位仿射光滑非线性系统。最后,将新的分布式观测器和改进的纯分散控制律应用到分布式控制框架中,构建了闭环系统。我们还证明了闭环系统的稳定性,以实现领导者跟随共识,即,证明了分布式控制框架满足确定性等价原理。以ESSLM系统和Van der Pol系统为例说明了该方法的有效性。
2020-07-08 math.OC
Global Finite-Time Attitude Consensus of Leader-Following Spacecraft Systems Based on Distributed Observers
研究了当至少有一个跟随者可以获得主飞行器相对于惯性空间的姿态和速度时,一组飞行器的主跟随姿态一致性问题。设计了一个非线性分布式观测器来估计每个跟随者的领导者状态。该观测器具有保持姿态和角速度估计误差在二阶滑模上的一个重要而新颖的特性,从而为每个跟随器提供有限时间收敛的估计。此外,四元数为基础的混合齐次控制器最近开发的单航天器的扩展,然后应用,通过建立一个分离原则与建议的观察员,跟踪领导人的姿态运动。其结果是,全球有限时间的态度共识是实现整个态度流形上,无论是全状态测量或态度只有测量,只要网络拓扑之间的追随者是无向和连接。数值模拟证明了所提出的方法的性能。
2017-12-11 math.OC
Cooperative Output Regulation of Discrete-Time Linear Time-Delay Multi-agent Systems
本文利用分布式观测器方法研究了离散线性时滞多智能体系统的合作输出调节问题。与连续时间线性时滞多智能体系统的相同问题相比,该问题具有两个新的特点。首先,在存在时滞的情况下,离散时间线性系的调节器方程不同于连续时间线性系的调节器方程。其次,在通信图连通的标准假设下,任何连续时间线性领导系统的分布式观测器总是存在的。然而,对于离散时间系统,情况并非如此,分布式观测器的行为要复杂得多。因此,我们将首先研究离散分布观测器的存在性,然后提出分布式动态输出反馈控制律的问题的可解性。
2015-12-14 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
Observer Design for a Flexible Structure with Distributed and Point Sensors
本文研究了一个动力系统的可观测性问题,该系统描述了一个带有刚体和分布控制作用的弹性梁的振动。该数学模型采用Hamilton原理推导,其形式为Euler-Bernoulli梁方程,在刚体的连接点处具有铰接边界条件和交界条件。假设沿梁分布的传感器提供关于梁的指定点的邻域中的变形的输出信息。基于运动方程的变分形式,得到了确定梁振动本征频率和本征函数的谱问题。研究了谱问题的特征值和特征函数的一些性质。在特征函数系所张成的线性流形上构造了动力学方程的一维近似。对于这些Galerkin近似,推导出状态信息不完全的控制系统的可观测性条件。针对有限维流形上的微分方程,提出了一种任意模态坐标数的观测器设计算法。基于关于有限维状态向量坐标的二次型李雅普诺夫函数,证明了观测器动态的指数收敛性。所提出的构造动态观测器的方法使得仅通过表征特定点的运动的输出信号来估计整个系统的状态成为可能。数值模拟说明了描述观测误差的常微分方程系统的解的范数的指数衰减。
2021-12-16 math.OC
Distributed source identification for wave equations: an observer-based approach
在本文中,我们考虑一个波动方程的有界区间的初始条件是已知的(是零),我们相当感兴趣的是确定一个未知的源项$q(x)$感谢测量输出$y$,这是诺依曼导数的边界之一。我们使用一个来回迭代的过程,并构造精心挑选的观察员,允许检索$q$从$y$在最短的观察时间。
2010-05-03 math.AP math.OC
Fully Distributed Adaptive Controllers for Cooperative Output Regulation of Heterogeneous Linear Multi-agent Systems with Directed Graphs
本文考虑了线性多智能体系统的合作输出调节问题,该系统具有有向通信图、异构线性子系统和输出仅可用于子系统子集的外系统。标称和不确定的线性子系统的情况下进行了研究。对于标称线性子系统的情况,设计了一种基于分布式自适应观测器的控制器,其中分布式自适应观测器用于子系统估计外生信号。对于不确定线性子系统的情形,将所提出的分布式观测器与内模原理相结合,解决了鲁棒合作输出调节问题。与现有的工作相比,本文的一个主要贡献是,所提出的控制方案可以设计和实现的一般有向图的每个子系统在一个完全分布式的方式。对于有无向图的特殊情况,进一步给出了分布式输出反馈控制律。
2015-01-23 math.OC
Implementation of a Distributed Coherent Quantum Observer
Research School of Engineering, The Australian National University(澳大利亚国立大学工程研究学院)
本文提出利用非退化参量放大器和光腔链实现分布式直接耦合量子观测器,展示观测器在时间平均意义上达成一致,准确估计量子系统的输出。
2017-02-20 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed robust seeking of Nash equilibrium for networked games: an extended-state observer based approach
本文旨在适应游戏中的球员的动态受到未建模和干扰条款。未建模项和干扰项被视为扩展状态,观测器被设计来估计它们。利用观测值对参与者的动态特性进行补偿,设计控制律以实现网络博弈纳什均衡的鲁棒寻优。首先,我们考虑的情况下,球员的动态只受到有界干扰。在这种情况下,寻求策略是通过采用基于比例积分(PI)控制的平滑观测器。利用所设计的策略,我们表明,局中人的行动将收敛到一个小的纳什均衡的邻域。此外,通过调节控制增益,可以将最终界调整到任意小。然后,我们进一步考虑的情况下,未建模的长期和干扰项共存的球员的动态。在这种情况下,我们适应的想法,从鲁棒积分的符号误差(RISE)方法在策略设计,以实现渐近寻求纳什均衡。这两种策略的分析研究,通过李雅普诺夫稳定性分析。所提出的方法的速度驱动的车辆网络的应用进行了讨论。最后通过数值模拟验证了所提方法的有效性。
2020-04-21 math.OC
Homogeneous Distributed Observers for Quasilinear Systems
本文针对非线性项满足Hölder条件的拟线性系统,设计了一种强连通非线性分布式观测器,通过线性矩阵不等式整定参数,实现了有限/固定时间协同状态估计,并证明其对有界扰动具有输入-状态稳定性。
2024-07-08 cs.MA cs.SY eess.SY
Distributed Set-Based Observers Using Diffusion Strategies
针对有界不确定的线性离散时间系统,提出两种基于集合的分布式观测器,通过新型轻量zonotope相交技术实现集合扩散以降误差缩集合,经定位示例验证了算法适用性。
2023-06-18 cs.SY eess.SP eess.SY
Distributed Observer Design for Tracking Platoon of Connected and Autonomous Vehicles
本文研究互联与自动驾驶车辆队列跟踪问题,通过LTI系统建模提出基于一致性的分布式观测器,采用LMI技术设计块对角增益,并引入可生存网络与冗余方案增强故障弹性,最后经数值仿真验证。
2025-01-31 cs.MA cs.SY eess.SP
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
A simple intrinsic reduced-observer for geodesic flow
Aghannan和Rouchon针对一类非线性力学系统:具有位形(位置)测量的Lagrange系统,提出了一种新的渐近观测器设计方法。该观测器是基于黎曼结构的配置流形赋予动能度量,是内在的。他们证明了局部收敛。当系统是保守的,我们提出了一个全局收敛的内在约化观测器的Jacobi度量的基础上。对于非保守系统,该观测器可作为Aghannan和Rouchon观测器的补充。更一般地,简化观测器提供了具有位置测量的测地流的速度估计。因此,在理想不可压缩流体的情况下,它可以(正式)用作流体流量软传感器。当曲率在所有平面上都为负时,测地流对初始条件敏感。令人惊讶的是,这种不稳定性产生了更快的收敛。
2010-09-30 math.OC
Distributed source identification for wave equations: an observer-based approach (full paper)
INRIA Rocquencourt(法国国家信息与自动化研究所罗盖库尔分所)
针对一维波动方程,提出一种基于前后迭代和观测器设计的方法,在最小观测时间内从边界测量值中识别未知源项,并推广至N维空间域。
2011-06-29 cs.SY eess.SY math.AP
Switching Control of Linear Time-Varying Networked Control Systems with Sparse Observer-Controller Networks
针对具有任意拓扑结构的线性时变网络控制系统,利用多个二次型李雅普诺夫函数的分段二次型切换镇定方法,给出了一组稳定性条件.我们使用这组稳定性条件提供了一种新的迭代低复杂度的算法,必须更新和优化离散时间的稀疏的控制器控制器网络的设计,对于一个给定的植物网络与任意拓扑结构。我们采用分布式观测器,利用其他子系统的输出,以提高每个观测器的稳定性。为了避免控制器和观测器增益的无界增长,我们对增益的范数施加了限制。
2018-04-02 math.OC
A global observer for attitude and gyro biases from vector measurements
我们考虑的经典问题,估计的姿态和陀螺仪偏差的刚体矢量测量和三轴速率陀螺仪。我们提出了一个简单的“几何自由”的非线性观测器,保证一致的全局渐近收敛和局部指数收敛的稳定性分析,这依赖于一个严格的李雅普诺夫函数,是相当简单的。通过详细的数值模拟说明了观测器的优良性能。
2016-11-08 math.OC
Activity estimation via distributed measurements in an orientation sensitive neural fields model of the visual cortex
针对V1低维方向敏感神经场模型,提出以平均皮层活动为测量的混合高增益观测器,分析可观测性奇点并验证收敛性能。
2024-03-04 math.OC
A Round-Robin Protocol for Distributed Estimation with $H_\infty$ Consensus
School of Engineering and Information Technology, UNSW Canberra at the Australian Defence Force Academy(新南威尔士大学堪培拉校区澳大利亚国防军学院工程与信息科技学院);School of Electrical Engineering, Tel-Aviv University(特拉维夫大学电气工程学院)
本文研究了网络中存在有向拓扑的连续时间观测器的分布式鲁棒估计问题,提出了一种基于轮询规则的协议,确保观测器在采样互连下的子最优H∞一致性。
2014-01-07 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Anomaly Detection and Estimation over Sensor Networks: Observational-Equivalence and Q-Redundant Observer Design
在本文中,我们研究了无状态和有状态的基于物理的异常检测方案,通过分布式估计传感器网络。在有状态的情况下,检测器跟踪传感器残差(即,估计输出和真实输出的差),并且如果所记录的残差的某些统计数据偏离超过预定阈值,例如,χ^2(卡方)检测器。相反,在无状态的情况下,仅残差的瞬时偏差引起警报,而不考虑传感器输出和估计数据的历史。鉴于(近似)误报率为这两种情况下,我们提出了一个概率阈值设计的基础上的噪声统计。我们通过模拟表明,在有状态的情况下,增加窗口长度可能不一定会降低误报率。另一方面,它增加了不必要的延迟来发出警报。所提出的检测算法的分布式方面,使本地隔离的故障传感器与可能的恢复解决方案,通过添加冗余的观测等效传感器。然后,我们提供了一种机制来设计Q-冗余分布式观察员,强大的故障(或删除)的Q传感器在网络上。
2022-04-04 cs.MA cs.SY eess.SP
Distributed State Estimation for Linear Time-invariant Systems with Aperiodic Sampled Measurement
本文针对不满足可观测性条件的线性时不变系统,提出基于时变采样和异步通信的分布式观测器设计方法,给出采样周期显式上界,实现状态指数估计。
2024-06-07 cs.SY eess.SY math.DS
Adaptive Leader-Following Consensus for Multiple Euler-Lagrange Systems with an Uncertain Leader System
本文研究了具有不确定领导系统的多Euler-Lagrange系统的领导-跟随一致性问题。首先,我们建立了一个自适应分布式观测器的中立稳定的线性领导系统的系统矩阵是不确切的。在标准假设条件下,这种自适应分布式观测器可以估计出领导者的状态,并通过系统的通信网络将其传递给每个跟随者,而不需要精确地知道领导者的系统矩阵。在领导者的状态持续激励的附加假设下,该自适应分布式观测器还可以渐近学习领导者的系统矩阵的参数。在此基础上,利用确定性等价原理,进一步综合了自适应分布式控制律。我们的结果允许解决多个欧拉-拉格朗日系统的领导者跟随一致性问题,即使没有跟随者确切地知道领导者系统的系统矩阵。
2019-09-17 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Time- and Event-Triggered Observers for Linear Systems: Non-Pathological Sampling and Inter-Event Dynamics
针对自治LTI系统,提出兼具时间触发观测与事件触发通信的分布式观测器,给出可行采样周期充要条件与事件间动力学解析刻画,可排除芝诺行为,经算例验证有效。
2023-05-05 cs.SY eess.SP eess.SY
Adaptive Leader-Following Consensus for a Class of Higher-Order Nonlinear Multi-Agent Systems with Directed Switching Networks
本文研究了联合连接有向切换网络下一类不确定非线性多智能体系统的领导-跟随一致性问题。不确定性包括常数、无界参数和外部干扰。本文首先将自适应分布式观测器的最新结果从全局渐近收敛推广到全局指数收敛。然后,将传统的适应控制技术与自适应分布式观测器相结合,提出了一种分布式自适应状态反馈控制律。我们的结果说明了领导者以下的一致性问题的一组vanderPol振荡器。
2017-03-28 math.OC
Interval Observer of Minimal Error Dynamics
本文提出了一种简单的区间观测器,它可以产生更严格的区间估计变量的非常返状态比标准的区间观测器。简单的非线性动力学在没有干扰的情况下在最大速度处将估计的区间收缩为真实的状态变量。在有界干扰存在下,在区间观测器设计的标准假设下,给出了区间估计的最终有界性。
2019-05-08 math.DS math.OC
Design of full order proportional-integral observer for the state estimation of discrete-time linear time-invariant systems
本文针对离散时间线性时不变系统的状态估计问题,基于实矩阵与多项式矩阵性质,建立了全阶比例积分观测器存在的显式充要条件,并给出观测器构造的简单步骤。
2024-03-06 math.OC
A global exponential observer for velocity-aided attitude estimation
我们提出了一个简单的非线性观测器,用于从比加速度,角速度,磁场(体轴)和线速度(体轴)的测量来估计刚体的姿态和速度。它是一致的全局指数收敛的,并且还具有其他良好的特性:从磁测量中全局解耦俯仰和滚转估计,良好的局部行为,并且易于调整。观察者是“几何自由”,在这个意义上,它只尊重渐近旋转几何。仿真结果表明,即使在测量值有噪声和偏差的情况下,观测器也具有良好的性能。
2016-08-26 math.OC
Partial detectability and generalized functional observer design for linear descriptor systems
本文研究不一定正则的线性时不变广义系统。我们引入了部分可检测性的概念,并通过一个简单的秩准则,涉及系统系数矩阵来描述这个概念。三个特殊的情况下,这种特性进行了详细讨论。此外,我们还证明了部分可检测性是广义函数观测器存在的必要条件,但不是充分条件。我们确定了一个条件,连同部分可检测性提供充分。
2023-01-24 math.OC
Unknown Input Observer Design for a class of Semilinear Hyperbolic Systems with Dynamic Boundary Conditions
研究了具有增量扇区有界非线性项和未知边界输入的PDE/ODE耦合系统的未知输入观测器设计问题。假设在分布域的边界上有可用的测量,未知输入观测器的综合是基于李雅普诺夫方法和凸优化。数值模拟支持和证实了理论研究结果,说明了所提出的非线性未知输入观测器的鲁棒估计性能。
2022-11-30 cs.SY eess.SY math.DS
Existence Conditions for Functional ODE Observer Design of Descriptor Systems Revisited
针对 LTI 广义系统,本文提出更弱的纯代数充分条件以设计由 ODE 状态空间实现的函数观测器,其阶数不超过待估函数向量维数,并给出矩阵求解算法与数值验证。
2023-02-20 math.OC
Energy-Based In-Domain Control and Observer Design for Infinite-Dimensional Port-Hamiltonian Systems
在本文中,我们考虑无限维端口哈密顿系统与域内驱动的方法的基础上的斯托克斯-狄拉克结构,以及在一个框架,利用一个基本的射流束结构。在这两个框架中,一个动态控制器的基础上的能量卡西米尔方法,以稳定某些平衡。此外,我们提出了分布参数观测器推导出利用阻尼注入的观测器误差。最后,我们比较的方法,通过一个域驱动的振动弦,并显示在这两个框架中得到的控制方案的等价性。
2020-02-05 math.DG math.OC
Stabilization of Networked Control Systems with Sparse Observer-Controller Networks
University of Rochester(罗切斯特大学);University of Central Florida(中佛罗里达大学)
针对任意拓扑的线性时不变网络化控制系统,提出基于李雅普诺夫直接法的稳定性条件,并据此设计低复杂度算法以构建稀疏观测器控制网络。
2014-01-23 cs.SY eess.SY math.OC
A Simple Observer for Gyro and Accelerometer Biases in Land Navigation Systems
Topcon Positioning Systems LLC(拓普康定位系统有限责任公司)
本文提出一种简单观测器,通过几何意义明确的量估计惯性传感器偏置,避免了复杂的矩阵运算,简化了观测器调优,并在农业车辆导航系统中成功测试。
2015-01-26 cs.SY eess.SY math.DS
Adaptive Consensus and Parameter Estimation of Multi-Agent Systems with An Uncertain Leader
研究了一类具有不确定领导系统的多智能体系统的领导-跟随一致性和参数估计问题。先导系统由一组幅值、频率和相位未知的正弦波组成。为每个智能体建立一个分布式自适应观测器来估计领导者的未知频率。研究表明,如果领导者的信号足够丰富,未知频率的估计误差渐近收敛到零的所有代理。基于所设计的分布式自适应观测器,为每个智能体综合一个分布式自适应控制律,以解决领导者跟随一致性问题。
2020-07-27 cs.SY eess.SY math.OC
Simple interval observers for linear impulsive systems with applications to sampled-data and switched systems
ETH-Zürich(苏黎世联邦理工学院)
本文提出了一种简单区间观测器的设计方法,用于满足最小和范围驻留时间约束的线性脉冲系统,并通过三个示例展示了其在采样数据和切换系统中的应用。
2017-03-29 cs.SY eess.SY math.OC
Sampled-Data Observers for Delay Systems and Hyperbolic PDE-ODE Loops
本文研究了具有离散和分布状态和输出时滞系统的采样观测器和基于采样器的输出反馈稳定器的设计问题。所得结果可应用于严格反馈结构的时滞系统、具有非局部项的迁移偏微分方程以及带有迁移偏微分方程的常微分方程的反馈关联.所提出的设计方法包括利用现有的观测器,其特点是鲁棒指数收敛的误差时,连续时间的输出测量。观测器,然后修改,主要是通过添加一个样本间输出预测,以补偿数据采样的影响。使用李雅普诺夫稳定性工具和小增益分析,我们证明了鲁棒指数稳定的误差是保留的,提供的采样周期不是太大。最后给出了化学反应器的状态观测和输出反馈镇定的例子。
2019-07-15 cs.SY eess.SY math.OC
Energy-based Control and Observer Design for higher-order infinite-dimensional Port-Hamiltonian Systems
针对二阶Hamiltonian的无穷维边界驱动Port-Hamiltonian系统,提出基于energy-Casimir方法的控制设计,并设计无穷维观测器解决不可测状态依赖问题,以Kirchhoff-Love板验证方法有效性。
2021-07-30 math.AP math.DG math.OC
Distributed State Estimation for Jointly Observable Linear Systems over Time-varying Networks
本文针对时变网络上的联合可观测线性系统,提出分布式观测器设计,利用平均连通性条件实现指数收敛的状态估计,并给出稳定性分析及实例验证。
2023-08-29 cs.SY eess.SY math.OC
Boundary adaptive observer design for semilinear hyperbolic rolling contact ODE-PDE systems with uncertain friction
Linköping University(林雪平大学);Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学);University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校)
针对半线性双曲滚动接触ODE-PDE系统,设计一种自适应观测器,利用边界测量同时估计集总状态、分布状态及不确定摩擦参数,在持续激励下实现指数收敛。
2026-09-22 cs.SY eess.SY math.OC
Finite-dimensional output stabilization for a class of linear distributed parameter systems -- a small-gain approach
提出了一种小增益方法来分析线性扩散反应系统在有限维状态反馈控制下的闭环稳定性。为此,考虑将无限维系统分解为用于设计的有限维慢子系统和无限维剩余快子系统。观察员溢出的影响,在一个特定的(动态)互连的子系统进行了彻底的分析,在域和边界控制以及传感。这导致应用的小增益定理的基础上的输入输出稳定性和无界可观性的互联系统。此外,提出了一种方法用于计算所需的尺寸的慢子系统用于控制器的设计。标量和耦合线性扩散反应系统的模拟方案被用来强调理论评估,并深入了解所产生的互联系统的属性。
2022-02-11 cs.SY eess.SY math.DS
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
Distributed State Estimation over Time-Varying Graphs: Exploiting the Age-of-Information
研究了时变通信图上LTI系统的分布式观测器设计问题。有限的现有工作对这一主题施加了各种限制的观察模型或通信图的序列。相比之下,我们提出了一个单一的时间尺度分布式观测器,在温和的假设下工作。具体来说,我们的通信模型只需要在不重叠的连续间隔上保持强连接性,这些间隔甚至可以随着时间的推移无限增长。我们表明,在适当的条件下,约束这样的间隔的增长,联合可观性是足够的跟踪状态的任何离散时间LTI系统的指数快速,在任何期望的速度。事实上,我们还建立了有限时间收敛的基础上,我们的方法。最后,我们开发了一种算法的变体,该算法可证明对最坏情况的对抗性攻击具有鲁棒性,前提是图的序列随着时间的推移而充分连接。我们的方法的关键是“新鲜度指数”的概念,它跟踪整个网络中传播的信息的年龄。这样的指数使节点拒绝陈旧的状态估计,并反过来,有助于稳定的误差动态。
2020-01-20 cs.SY eess.SY math.OC
Learning nonlinear dynamics in synchronization of knowledge-based leader-following networks
Queen’s University(女王大学);Louisiana State University(路易斯安那州立大学);Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学);University of Texas at Arlington(德克萨斯大学阿灵顿分校)
异构非线性多智能体系统中基于知识的领导者跟随同步是一个具有挑战性的问题,因为领导者的动态信息对于任何跟随节点都是未知的。针对一类非线性领导者系统,提出了一种基于学习的全分布式观测器,该观测器能够同时学习领导者的动态和状态。这类领导动力学是相当普遍的,不需要一个有界的雅可比矩阵。基于这种基于学习的分布式观测器,我们进一步综合了一个自适应分布式控制律,用于解决多个Euler-Lagrange系统的领导-跟随同步问题,该系统具有一个不确定的非线性领导系统。最后通过一个仿真实例说明了结果。
2022-07-18 cs.AI cs.SY eess.SY
Prescribed-Time Distributed Generalized Nash Equilibrium Seeking
Naval Postgraduate School(美国海军研究生学院)
针对安全关键多智能体系统,提出首个全分布式算法,在用户预设时间T内求解带共享耦合约束的广义纳什均衡问题,采用多速率增益调度解耦观测器、优化与对偶一致性三层耦合。
2026-06-19 cs.SY eess.SY math.OC
On the Redundant Distributed Observability of Mixed Traffic Transportation Systems
Semnan University(塞姆南大学);Center for International Scientific Studies and Collaborations(国际科学研究与合作中心);Boston College(波士顿学院);Qatar University(卡塔尔大学)
本文研究混合交通中CAVs对HDVs的分布式状态估计问题,提出分布式可观测状态空间模型,给出网络强连通下的可观测性条件,并设计q-节点/链路连通的冗余分布式可观测方案以容忍故障传感器和不可靠链路。
2025-11-10 cs.MA cs.SY eess.SP