事件触发间歇通讯下多智能体系统的固定时间分布式优化
作者:
作者单位:

新疆大学

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通讯作者:

中图分类号:

O231

基金项目:

中国博士后科学基金,国家自然科学基金项目


Distributed fixed-time optimization for multi-agent systems via event-triggered intermittent communication
Author:
Affiliation:

Xinjiang University

Fund Project:

China Postdoctoral Science Foundation,The National Natural Science Foundation of China

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    摘要:

    针对多智能体系统的分布式优化问题, 本文提出了一种新的基于事件触发的非周期间歇通讯控制方法, 并研究了该控制方法下系统的固定时间收敛性. 首先, 与已有的分布式优化问题相比,本文考虑了一个更一般的分布式优化问题, 其优化目标是局部目标函数的凸组合. 其次, 为了减少控制过程中智能体之间的通讯花费,设计了一个新的事件触发间歇控制协议. 不同于已有的间歇控制的分析方法, 引入了两个辅助动力系统, 并运用固定时间稳定性理论, 代数图论和不等式处理等技巧, 证明了多智能体系统可以在固定时间内达到一致并且渐近收敛到优化问题 的最优解. 结合事件触发条件以及间歇控制机制, 排除了控制过程中的 Zeno 行为. 最后, 通过一个数值算例验证了控制方法的有效性.

    Abstract:

    For the distributed optimization problem of multi-agent systems (MASs), this paper proposes a new event-triggered aperiodic intermittent communication control method, and studies the fixed-time convergence of the MASs. Firstly, compared with the existing distributed optimization problems, a more general one is considered in which the optimization objective is a convex combination of local objective functions. Secondly, to reduce the communication cost, a new event-triggered intermittent control protocol is designed. Different from the existing analysis methods, two auxiliary dynamical systems are introduced. Using fixed-time stability theory, algebraic graph theory and inequality techniques, it has proved that all agents can reach consensus in fixed-time and asymptotically converge to the optimal solution of the optimization problem. Applying the event-triggering conditions and intermittent control mechanism, Zeno behavior can be avoided. Finally, a numerical example is given to verify the effectiveness of the proposed method.

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  • 收稿日期:2022-03-11
  • 最后修改日期:2022-11-14
  • 录用日期:2022-08-05
  • 在线发布日期: 2022-08-27
  • 出版日期: