本研究的标题为“非线性事件触发控制策略的多智能体系统有限时间一致性”,该标题所涵盖的知识点主要涉及多智能体系统的控制理论、事件触发控制策略以及非线性系统在有限时间内的同步(一致性)问题。 多智能体系统是由多个自主的智能体(如机器人、移动传感器、无人机等)组成的分布式系统,它们通过相互之间的通信和协作来完成复杂的任务。多智能体系统的协调控制吸引了众多研究领域的关注,因为它在很多应用中,如无人机飞行控制、多个微卫星的姿态同步、环境监控等方面具有重要的作用。 在多智能体系统中,“一致性”(consensus)是一个非常核心的概念。一致性指的是所有智能体通过相互作用最终在某种量(如位置、速度、方向等)上达成一致。这种行为是形成控制、集群等更复杂集体行为的基础。例如,在形成控制中,智能体需要根据与邻居智能体之间的相对位置信息来调整自己的位置,以形成预定的队形或图案。 在实际应用中,由于每个智能体通常具有有限的能量资源,因此在控制器设计中必须考虑能源的节约。传统的一致性控制策略通常需要每个智能体定期地更新控制输入并与其他智能体进行通信,这可能会导致通信资源的大量消耗和控制器更新的高频率。 为了解决这个问题,本研究提出了一种基于事件触发策略的非线性一致性协议。事件触发控制是一种智能控制方法,它根据预设的条件来决定是否更新控制器或进行通信,从而显著减少了通信消耗和控制器更新的频率。与传统的周期性触发方式相比,事件触发策略只有在系统状态发生显著变化时才会触发控制器的更新,这样可以避免频繁的计算和通信,从而节省能源。 文章中提出的两个新的非线性一致性协议,可以显著减少通信消耗和控制器更新频率。研究结果表明,在提出的非线性一致性协议下,多智能体系统能够在有限时间内达成一致性。此外,研究还提供了触发间隔的界限,以证明不存在Zeno行为(指控制输入的触发频率无限大的情况,即所谓的“无止境”的行为)。 为了验证所提出的一致性协议的有效性,研究中采用了仿真实验。仿真实验是验证理论和算法可行性的重要手段,通过仿真实验可以模拟多智能体系统在不同条件下的行为,并验证一致性协议是否能够使系统达到预期的同步效果。 文章的研究内容包括了对领导者存在和不存在两种情况下多智能体系统的有限时间一致性问题的探讨。在有领导者的情况下,多智能体系统会以领导者的行为作为参考,使得所有智能体跟随领导者达成一致性。而在没有领导者的情况下,智能体需要通过相互之间的信息交换,自主地达成一致性。 研究论文通常包含提出问题、设计方法、理论分析、仿真实验和结论等部分。本研究的理论分析部分可能涉及到数学证明和稳定性分析,以展示在特定条件下多智能体系统达成一致性的可能性和稳定性。此外,论文可能会讨论所提出的协议与现有协议相比的性能优劣,以及实际应用中的潜在问题和解决方案。 需要注意的是,研究论文的写作通常遵循一定的格式和标准。例如,论文的作者会给出通信地址和电子邮件地址,以便读者进行交流和询问。此外,文章会标明接收日期、修订日期和接受日期,以及文章的DOI编号,这有助于读者查找和引用。在论文中还会出现关键词和摘要部分,以简明扼要地介绍研究内容和结论。这些内容虽然不是直接的学术知识点,但它们为学术交流提供了便利。
2025-05-12 21:00:00 304KB 研究论文
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强化学习DDPG算法在Simulink与MATLAB中的实现与应用:自适应PID与模型预测控制融合的新尝试,基于强化学习DDPG算法的自适应控制及机械臂轨迹跟踪优化研究,强化学习算法,DDPG算法,在simulink或MATLAB中编写强化学习算法,基于强化学习的自适应pid,基于强化学习的模型预测控制算法,基于RL的MPC,Reinforcement learning工具箱,具体例子的编程。 根据需求进行算法定制: 1.强化学习DDPG与控制算法MPC,鲁棒控制,PID,ADRC的结合。 2.基于强化学习DDPG的机械臂轨迹跟踪控制。 3.基于强化学习的自适应控制等。 4.基于强化学习的倒立摆控制。 ,核心关键词: 强化学习算法; DDPG算法; Simulink或MATLAB编写; MPC; 自适应PID; 模型预测控制算法; RL工具箱; 结合控制算法; 鲁棒控制; 轨迹跟踪控制; 机械臂; 倒立摆控制。,强化学习在控制系统中的应用与实现:从DDPG到MPC及PID鲁棒自适应控制
2025-05-12 15:32:12 1.78MB
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基于ADRC自抗扰控制的电机转速控制Simulink仿真 1.一阶ADRC 2.二阶ADRC 3.可添加粒子群优化自抗扰控制参数, ,基于ADRC自抗扰控制技术的电机转速控制及Simulink仿真:一阶与二阶ADRC参数优化与实验研究,基于ADRC自抗扰控制的电机转速控制及其Simulink仿真研究:一阶与二阶ADRC的对比及参数优化方法,核心关键词:一阶ADRC; 二阶ADRC; 电机转速控制; Simulink仿真; 粒子群优化自抗扰控制参数,基于ADRC的电机转速控制Simulink仿真:一阶与二阶对比优化
2025-05-09 16:38:13 1.82MB 开发语言
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内容概要:本文详细介绍了如何利用MATLAB及其工具箱进行机械臂的单智能体和多智能体控制系统的开发。首先,通过Robotics Toolbox创建机械臂模型,然后构建强化学习环境,设计奖励函数,并采用PPO算法进行训练。对于多智能体系统,讨论了协同工作的挑战以及解决方案,如使用空间注意力机制减少输入维度。此外,文章还探讨了从二维到三维控制的转换难点,包括观测空间和动作空间的设计变化,以及动力学模型的调整。文中提供了大量MATLAB代码片段,展示了具体实现步骤和技术细节。 适合人群:具有一定MATLAB编程基础和机器学习理论知识的研究人员、工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解机械臂控制原理,特别是希望通过强化学习方法提高机械臂操作精度和灵活性的研发团队。目标是掌握如何构建高效的单智能体或多智能体控制系统,应用于工业自动化、机器人竞赛等领域。 其他说明:文章强调了实践中遇到的问题及解决方案,如动力学方程求解方法的选择、奖励函数的设计技巧等。同时提醒读者注意一些常见的陷阱,比如不当的动作空间设计可能导致的不稳定行为。
2025-05-07 08:55:44 1003KB
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基于粒子群优化算法PSO优化SVM分类的Matlab代码实现:红酒数据集多分类实验,基于粒子群优化算法PSO优化SVM分类的红酒数据集Matlab代码实现与实验分析,粒子群优化算法PSO优化SVM分类—Matlab代码 PSO- SVM代码采用红酒数据集进行分类实验,数据格式为Excel套数据运行即可 输入的特征指标不限,多分类 可以替数据集,Matlab程序中设定相应的数据读取范围即可 提供三种可供选择的适应度函数设计方案 直接运行PSO_SVM.m文件即可 ,PSO; SVM分类; Matlab代码; 红酒数据集; 特征指标; 多分类; 适应度函数设计; PSO_SVM.m文件,PSO算法优化SVM分类—红酒数据集Matlab代码
2025-05-01 18:28:51 2.54MB 开发语言
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MMC整流器仿真模型:环流抑制与排序算法均压方法的预测控制仿真研究(基于Matlab Simulink平台),MMC整流器仿真模型 MMC模型预测控制仿真 基于Matlab Simulink仿真平台 模型中包含环流抑制控制器 模型中添加基于排序算法的子模块均压方法 采用基于最近电平逼近NLM的调制策略 1.仿真均能正常运行,能够准确跟踪对应参考值 2.最近电平逼近调制+基于排序算法的均压策略 3.二倍频环流抑制控制 供MMC入门新学者学习参考。 ,核心关键词:MMC整流器仿真模型; MMC模型预测控制仿真; Matlab Simulink仿真平台; 环流抑制控制器; 排序算法的子模块均压方法; 最近电平逼近NLM调制策略; 仿真均能正常运行; 准确跟踪参考值; 二倍频环流抑制控制; MMC入门新学者学习参考。,MMC整流器仿真模型入门:预测控制与均压策略研究
2025-04-27 20:58:38 93KB sass
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针对具有强非线性、时变、有纯滞后等综合复杂性的连续搅拌釜(continuous stirred tank reactor, CSTR)反应过程,把无限时域鲁棒二次目标函数进行分解,构成新目标函数, 并允许未来控制序列的第 1 个控制量作为自由决策变量的方式,提出了一种非线性鲁棒模 型预测控制方法,从而提高了算法的通用性,改善系统的性能。通过连续搅拌釜的实验研 究,实验结果说明了所提算法的有效性。 ### 连续搅拌釜的非线性模型预测控制方法 #### 概述 连续搅拌釜(Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR)是化工行业中一种常见的反应器类型,被广泛应用于染料、医药、试剂、食品及合成材料等多个领域。然而,CSTR反应过程本身具有强烈的非线性、时变性和纯滞后等特征,这些特性使其控制变得极为复杂。传统控制方法往往难以满足这类系统的控制需求。因此,研究人员不断探索新的控制理论和技术以提高CSTR系统的稳定性和性能。 #### 非线性鲁棒模型预测控制方法 为了解决CSTR控制中的难题,研究人员提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法。该方法通过对无限时域鲁棒二次目标函数进行分解,并构建新的目标函数,允许未来控制序列的第一个控制量作为自由决策变量,从而提高了算法的通用性和系统的性能。这种方法的核心在于: 1. **鲁棒二次目标函数的分解**:将原本复杂的无限时域鲁棒二次目标函数分解成更简单的目标函数,这有助于简化计算过程,同时保持控制器设计的鲁棒性。 2. **自由决策变量的设计**:允许未来控制序列的第一个控制量作为自由决策变量,这种灵活性增强了控制策略的适应能力,能够更好地应对非线性、时变性和纯滞后等因素带来的挑战。 #### 控制策略的关键要素 - **模型预测控制**:基于预测模型来优化控制序列,使得系统能够在满足约束条件的前提下达到期望的性能指标。这种方法特别适合于处理包含约束的系统。 - **鲁棒控制**:旨在设计控制器时考虑不确定性和扰动,确保系统在面对未知变化时仍能保持稳定性。对于具有不确定性的CSTR系统而言,鲁棒控制尤为重要。 - **非线性控制**:针对系统的非线性特性,采用非线性控制策略来改善控制性能。这种方法通常比线性控制更加灵活且适用范围更广。 #### 实验验证 为了验证所提出的非线性鲁棒模型预测控制方法的有效性,研究人员进行了连续搅拌釜的实验研究。实验结果表明,这种方法能够有效地提高CSTR系统的性能,特别是在处理强非线性、时变性和纯滞后等复杂因素方面表现出了显著的优势。 #### 结论 针对具有复杂特性的连续搅拌釜反应过程,本文提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法。通过分解无限时域鲁棒二次目标函数并引入自由决策变量,该方法不仅提高了控制策略的通用性和灵活性,还有效改善了系统的整体性能。实验结果进一步证明了该方法的有效性和实用性,为CSTR系统的控制提供了一种新的解决方案。 随着化工过程控制技术的不断发展,非线性鲁棒模型预测控制作为一种先进的控制策略,将在解决复杂工业控制系统中的问题中发挥越来越重要的作用。
2025-04-26 16:47:01 494KB
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【MADRL】多智能体价值分解网络(VDN)算法 ===================================================================== 资源包含VDN、QMIX算法的项目代码 ===================================================================== 多智能体强化学习(MARL, Multi-Agent Reinforcement Learning)中,一个关键挑战是如何在多个智能体的协作环境下学习有效的策略。价值分解网络(VDN, Value Decomposition Network)是解决这一问题的一种重要方法,特别是在 集中训练,分散执行(CTDE, Centralized Training and Decentralized Execution)框架中,VDN提供了一种分解联合价值函数的策略,使得多个智能体可以高效协作并学习。
2025-04-19 11:21:59 26KB 网络 网络
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复现研究:基于NMPC的分布式轨迹跟踪控制算法在水下航行器中的应用与验证,复现研究:基于NMPC的分布式轨迹跟踪控制算法在水下航行器中的应用与验证,【复现】水下航行器(NMPC)非线性模型预测控制分布式轨迹跟踪 复现文献1: 《Distributed implementation of nonlinear model predictive control for AUV trajectory tracking》 复现文献2: 《Modified C GMRES Algorithm for Fast Nonlinear Model Predictive Tracking Control of AUVs》 1、利用水下机器人运动的动态特性,提出了一种新的分布式NMPC算法。 通过适当地将原始优化问题分解为更小的子问题,然后以分布式方式解决它们,可以显著减少预期的浮点操作(flops)。 2、证明了在分解子问题中所提出的收缩约束可以保证AUV轨迹的收敛性。 证明了该方法的递推可行性和闭环稳定性。 利用保证的稳定性,进一步开发了一种实时分布式实现算法,在控制性能和计算复杂度之间进行自动权衡。
2025-04-18 15:11:52 6.35MB xhtml
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三电平T型逆变器中点电压平衡控制的模型预测控制及其Matlab Simulink仿真研究,三电平T型逆变器模型预测控制中点电压平衡控制,包括电流预测控制模型、功率预测控制模型,,Matlab simulink仿真(2018a及以上版本) ,三电平T型逆变器; 模型预测控制; 中点电压平衡控制; 电流预测控制模型; 功率预测控制模型; Matlab simulink仿真,基于Matlab Simulink的T型三电平逆变器中点电压平衡的预测控制模型研究 三电平T型逆变器作为一种新型的电力电子转换装置,因其在高压、大功率应用领域的独特优势而受到广泛关注。中点电压平衡是三电平逆变器稳定运行的关键技术之一,其核心在于通过精确控制中点电位,确保逆变器输出电压波形的质量和功率平衡,从而提高系统的稳定性和可靠性。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)是一种先进的控制策略,它通过建立被控对象的数学模型,预测未来的系统行为,并在此基础上优化控制输入,以实现对控制目标的精确跟踪和控制。 在本文研究中,三电平T型逆变器的模型预测控制技术被应用到中点电压平衡控制领域。具体而言,该研究涉及建立精确的电流预测控制模型和功率预测控制模型。电流预测控制模型关注于逆变器输出电流的预测,通过预测电流在不同控制策略下的变化,可以实时调节逆变器的开关状态,以达到减少中点电压波动的目的。而功率预测控制模型则着眼于功率流动的预测,通过调整功率交换来控制中点电压,这在改善电力系统动态响应和提高能效方面具有重要意义。 Matlab Simulink仿真工具被广泛应用于电力电子系统的模拟和分析中,尤其是对于复杂的多变量控制系统。通过Matlab Simulink,研究人员可以在不实际搭建物理系统的情况下,对三电平T型逆变器的模型预测控制策略进行设计、测试和优化。仿真平台可以提供直观的图形化界面,便于理解和分析系统的动态响应,同时,Matlab强大的计算功能能够处理复杂的数学模型和控制算法。 本研究在Matlab Simulink环境中构建了三电平T型逆变器的仿真模型,并对其模型预测控制策略进行了深入研究。仿真结果表明,通过模型预测控制能够有效实现中点电压的稳定,减少电压波动,提高逆变器的整体性能。此外,仿真模型的搭建为后续的硬件实验和实际应用提供了理论基础和实验指导,为逆变器的设计和优化提供了有力的技术支持。 在实际应用中,三电平T型逆变器模型预测控制中点电压平衡技术不仅可以用于工业电力系统,还可以应用于电动汽车充电站、可再生能源发电并网、轨道交通牵引供电系统等。这些领域的广泛应用,展现了模型预测控制在现代电力电子技术中的巨大潜力和广阔前景。 此外,研究中还涉及到了三电平T型逆变器的一些基础概念和技术细节,如逆变器的工作原理、三电平结构的特点、中点电压平衡的原理等,这些基础知识对于理解模型预测控制在中点电压平衡中的应用至关重要。 本文研究通过深入探讨三电平T型逆变器中点电压平衡控制的模型预测控制方法及其在Matlab Simulink中的仿真,为电力电子转换技术的发展贡献了重要的理论和实践成果。研究成果不仅提升了逆变器的技术性能,还为相关领域的科研和工程实践提供了参考和借鉴。
2025-04-14 16:47:57 74KB 哈希算法
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