目錄
“智能工程前沿叢書”序
序言
第1章 緒論 1
1.1 群體智能系統(tǒng)一致性控制 2
1.1.1 一致性控制問題概述 2
1.1.2 群體智能系統(tǒng)一致性控制研究現(xiàn)狀 4
1.2 群體智能系統(tǒng)時空協(xié)調(diào)一致性控制 6
1.2.1 時空協(xié)調(diào)一致性控制問題概述 7
1.2.2 群體智能系統(tǒng)時空協(xié)調(diào)一致性控制研究現(xiàn)狀 8
1.3 群體智能系統(tǒng)二分一致性控制 9
1.3.1 二分一致性控制問題概述 9
1.3.2 群體智能系統(tǒng)二分一致性控制研究現(xiàn)狀 11
1.4 群體智能系統(tǒng)包含控制 12
1.4.1 包含控制問題概述 12
1.4.2 群體智能系統(tǒng)包含控制研究現(xiàn)狀 14
1.5 群體智能系統(tǒng)彈性協(xié)同控制 15
1.5.1 彈性協(xié)同控制問題概述 15
1.5.2 群體智能系統(tǒng)彈性協(xié)同控制研究現(xiàn)狀 16
1.6 本書內(nèi)容安排 18
第2章 基礎知識 21
2.1 矩陣工具描述 21
2.1.1 常用記號與概念 21
2.1.2 矩陣論基本引理 22
2.2 代數(shù)圖論 23
2.2.1 圖的鄰接矩陣與Laplace矩陣 25
2.2.2 符號圖 26
2.3 穩(wěn)定性理論 27
2.3.1 線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定性理論 27
2.3.2 非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性理論 30
2.4 比例導引法 32
2.4.1 比例導引法的概念 32
2.4.2 比例導引法下的剩余時間計算方法 33
2.5 本章小結 35
第3章 群體智能系統(tǒng)完全分布式自適應協(xié)同一致性控制 36
3.1 基于狀態(tài)反饋的完全分布式自適應協(xié)同一致性控制 38
3.1.1 問題描述 38
3.1.2 協(xié)議設計 38
3.1.3 仿真分析 41
3.2 基于輸出反饋的完全分布式自適應協(xié)同一致性控制 43
3.2.1 問題描述 43
3.2.2 協(xié)議設計 44
3.2.3 一致性分析 45
3.2.4 仿真分析 49
3.3 異質(zhì)線性群體智能系統(tǒng)完全分布式自適應協(xié)同一致性控制 53
3.3.1 問題描述 53
3.3.2 協(xié)議設計 54
3.3.3 仿真分析 59
3.4 本章小結 62
第4章 群體智能系統(tǒng)協(xié)同自適應抗飽和一致性控制 63
4.1 無向通信圖下線性群體智能系統(tǒng)協(xié)同自適應抗飽和一致性控制 63
4.1.1 問題描述 63
4.1.2 協(xié)議設計 65
4.1.3 仿真分析 69
4.2 有向通信圖下線性群體智能系統(tǒng)協(xié)同自適應抗飽和一致性控制 71
4.2.1 協(xié)議設計 71
4.2.2 仿真分析 75
4.3 異質(zhì)群體智能系統(tǒng)協(xié)同自適應抗飽和一致性控制 79
4.3.1 問題描述 79
4.3.2 協(xié)議設計 81
4.3.3 仿真分析 84
4.4 本章小結 88
第5章 間歇通信下群體智能系統(tǒng)一致性控制及其應用 89
5.1 具有間歇通信的一階非線性群體智能系統(tǒng)一致性控制 89
5.1.1 問題描述 89
5.1.2 強連通通信拓撲圖下一階非線性群體智能系統(tǒng)一致性控制 91
5.1.3 領從通信拓撲圖下一階非線性群體智能系統(tǒng)一致性控制 99
5.1.4 仿真分析 103
5.2 具有間歇通信的二階群體智能系統(tǒng)一致性控制 107
5.2.1 問題描述 107
5.2.2 強連通通信拓撲圖下二階群體智能系統(tǒng)一致性控制 108
5.2.3 弱連通通信拓撲圖下二階群體智能系統(tǒng)一致性控制 112
5.2.4 仿真分析 116
5.3 具有間歇通信的線性群體智能系統(tǒng)一致性控制 117
5.3.1 問題描述 117
5.3.2 基于間歇相對狀態(tài)信息的線性群體智能系統(tǒng)一致性控制 117
5.3.3 基于間歇相對輸出信息的線性群體智能系統(tǒng)一致性控制 123
5.3.4 仿真分析 128
5.4 基于間歇信息通信的多衛(wèi)星系統(tǒng)編隊控制 132
5.4.1 問題描述 132
5.4.2 協(xié)議設計與編隊行為分析 134
5.4.3 仿真示例 135
5.5 本章小結 138
第6章 群體智能系統(tǒng)時空協(xié)調(diào)一致性控制 139
6.1 面向靜止目標的群體智能系統(tǒng)時空協(xié)調(diào)一致性控制 140
6.1.1 問題描述 140
6.1.2 無向通信拓撲圖下時空協(xié)調(diào)一致性控制 142
6.1.3 領從通信拓撲圖下時空協(xié)調(diào)一致性控制 148
6.1.4 仿真分析 149
6.2 面向勻速目標的群體智能系統(tǒng)時空協(xié)調(diào)一致性控制 155
6.2.1 問題描述 156
6.2.2 無向通信拓撲圖下時空協(xié)調(diào)一致性控制 157
6.2.3 領從通信拓撲圖下時空協(xié)調(diào)一致性控制 159
6.2.4 有向通信拓撲圖下時空協(xié)調(diào)一致性控制 160
6.2.5 仿真分析 162
6.3 面向機動目標的群體智能系統(tǒng)時空協(xié)調(diào)一致性控制 169
6.3.1 問題描述 170
6.3.2 魯棒時空協(xié)調(diào)一致性控制 171
6.3.3 自適應魯棒時空協(xié)調(diào)一致性控制 176
6.3.4 仿真分析 179
6.4 本章小結 185
第7章 符號通信拓撲圖下群體智能系統(tǒng)二分一致性控制及其應用 186
7.1 具有動態(tài)領航者的線性群體智能系統(tǒng)二分一致性跟蹤控制 186
7.1.1 問題描述 186
7.1.2 基于靜態(tài)協(xié)議的二分一致性跟蹤控制 188
7.1.3 基于自適應協(xié)議的完全分布式二分一致性跟蹤控制 190
7.1.4 仿真分析 193
7.2 二分一致性在水面無人艇集群協(xié)同編隊跟蹤控制中的應用 195
7.2.1 問題描述 195
7.2.2 具有時變擾動的二分時變編隊跟蹤控制 197
7.2.3 模型不確定下的魯棒自適應二分時變編隊跟蹤控制 200
7.2.4 仿真分析 203
7.3 基于符號圖建模方法的水面無人艇集群協(xié)同護航控制 208
7.3.1 問題描述 208
7.3.2 具有時變擾動的指定時間分布式領航者護航控制 211
7.3.3 模型不確定下的完全分布式魯棒自適應領航者護航控制 216
7.3.4 仿真分析 219
7.4 本章小結 224
第8章 群體智能系統(tǒng)包含控制 226
8.1 基于動態(tài)輸出方法的連續(xù)時間線性群體智能系統(tǒng)包含控制 226
8.1.1 問題描述 226
8.1.2 基于觀測器的包含控制協(xié)議設計與穩(wěn)定性分析 227
8.1.3 仿真分析 235
8.2 符號通信拓撲圖下離散時間線性群體智能系統(tǒng)二分包含控制 238
8.2.1 問題描述 238
8.2.2 降維觀測器類型的二分包含控制協(xié)議設計與穩(wěn)定性分析 240
8.2.3 仿真分析 246
8.3 具有未知動力學的群體智能系統(tǒng)魯棒自適應包含控制 249
8.3.1 問題描述 249
8.3.2 魯棒自適應擬包含控制協(xié)議設計理論與分析 251
8.3.3 魯棒自適應漸近包含控制協(xié)議設計理論與分析 258
8.3.4 仿真分析 263
8.4 本章小結 267
第9章 群體智能系統(tǒng)彈性協(xié)同控制 268
9.1 問題描述 268
9.2 面向合謀虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的彈性一致性控制 269
9.2.1 抗合謀虛假數(shù)據(jù)注入攻擊的隔離算法 269
9.2.2 攻擊隔離算法分析 273
9.2.3 抗合謀攻擊的彈性一致性算法 283
9.2.4 數(shù)值仿真 285
9.3 合謀隱蔽攻擊下異質(zhì)群體智能系統(tǒng)的彈性穩(wěn)定性控制 292
9.3.1 基于雙層觀測器的攻擊隔離算法設計 293
9.3.2 抗合謀隱蔽攻擊的彈性穩(wěn)定性算法 301
9.3.3 數(shù)值仿真 302
9.4 連邊合謀攻擊下群體智能系統(tǒng)的彈性一致性控制 305
9.4.1 抗連邊合謀攻擊的隔離算法 307
9.4.2 抗連邊合謀攻擊的彈性一致性算法 308
9.4.3 數(shù)值仿真 309
9.5 本章小結 310
參考文獻 311
索引 327