受扰多智能体系统有限时间分布式时变优化

作者：朱文博; 张师峥; 王庆领^*

来源：控制理论与应用, 2023, 1-9.

• 分布式时变优化
• 受扰多智能体系统
• 有限时间稳定性
• 有向图

多智能体系统有限时间分布式优化,即设计分布式控制算法使得多智能体系统能够在有限时间内达到一致,且使得系统中的代价函数的加和最小.其中,每一个智能体只能够获取到本地代价函数的信息.在一些常见的应用场景中,代价函数的值不仅取决于智能体自身的状态,同时也与时间有关.因此,分布式时变优化算法在实际多智能体系统中具有更好的可用性.现有的多智能体系统分布式时变优化算法大多为渐近优化算法,且要求系统具有无向图或者有向平衡图,在算法实际部署中存在一定的局限性.因此,本文在任意强连通有向图下研究了受扰多智能体系统有限时间分布式时变优化问题.首先,本文基于有限时间稳定性理论和数值图论提出了一类新的有限时间分布式优化算法,该算法可以在具有任意强连通有向图的受扰多智能体系统中实现分布式时变优化.随后,我们还将新提出的分布式优化算法进行了扩展,用以解决具有有向切换拓扑的受扰多智能体系统有限时间分布式时变优化问题.提出的两种分布式算法均可以对多智能体系统中的干扰进行抑制,且不需要使用Hessian信息以及梯度对时间的偏导信息.最后,通过仿真实例验证了理论结果的正确性.

• 单位
  东南大学; 自动化学院