针对复杂约束条件下多智能体网络协同控制设计与分析难题,本书基于作者长期从事的多智能体网络协同控制及在航天器姿态控制系统的应用等相关科研工作,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,系统解决了间断式通信、切换式拓扑结构、未知非线性系统动态、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,提出了多航天器姿态有限时间协同控制方法,实现了多航天器系统的高性能控制,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。
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国家重点研发计划"空间引力波探测多参考质量无拖曳控制方法与技术研究"课题"无拖曳控制地面半物理仿真验证与评估",
目录
“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