预定时间收敛的容错分布式资源分配算法
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TP273

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中央高校基本科研业务费专项资金项目(2682024CX006);国家自然科学基金项目(62473322, 62303206);安徽大学教育部电能质量工程研究中心开放课题项目(KFKT202406);江西自然科学基金项目(20224BAB212019).


Fault-tolerant distributed resource allocation algorithms with predefined-time convergence
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    摘要:

    针对执行器故障下多智能体系统的资源分配问题, 研究预定时间收敛的分布式容错优化算法. 为了克服执行器效率损失故障导致的异构控制增益和偏置故障导致的未知扰动对系统动态的影响, 首先提出一种基于输出反馈和变结构控制方法的容错分布式加权梯度算法; 其次, 利用预定时间李雅普诺夫稳定理论和凸优化理论等工具, 进行算法预定时间最优收敛的稳定性分析; 然后, 为了避免不连续变结构控制导致的输入抖振问题, 设计输入连续的容错分布式加权梯度算法, 并分析算法的实用预定时间稳定性; 最后, 通过仿真结果验证了所提出容错优化算法的有效性.

    Abstract:

    This paper studies predefined-time convergent distributed fault-tolerant optimization algorithms for the resource allocation problem of multi-agent systems with actuator faults. To address the impact of heterogeneous control gains caused by partial loss of effectiveness faults and unknown disturbances caused by biased faults on system dynamics, this paper first proposes a fault-tolerant distributed weighted gradient algorithm based on output feedback and variable structure control methods. Using tools such as the predefined-time Lyapunov stability theory and convex optimization theory, the predefined-time optimal convergence stability of the algorithm is analyzed. Then, to avoid input chattering caused by discontinuous variable structure control, a fault-tolerant distributed weighted gradient algorithm with continuous control inputs is designed, and its practical predefined-time stability is analyzed. Finally, simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed fault-tolerant optimization algorithms.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李志勇,马磊,郭志军.预定时间收敛的容错分布式资源分配算法[J].控制与决策,2025,40(12):3752-3762

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  • 收稿日期:2025-03-30
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  • 在线发布日期: 2025-11-10
  • 出版日期: 2025-12-10
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