矩阵权重网络上混杂多智能体系统的分布式优化
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TP273

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国家自然科学基金地区项目(62263024);国家杰出青年科学基金项目(62425602);国家自然科学基金面上项目(62273159);广西类脑计算与智能芯片重点实验室开放基金课题项目(BCIC-23-K2);湖北省自然科学基金创新群体项目(2025AFA027);江西水利电力大学科研启动基金项目(2023kyqd021).


Distributed optimization for hybrid multi-agent systems on matrix-weighted networks
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    摘要:

    针对矩阵权重网络上一阶混杂多智能体系统的分布式优化问题, 提出一种新颖的分布式优化控制算法, 对于连续时间子系统采用了采样控制方法. 在所提出的优化控制协议下, 基于矩阵理论、Lyapunov稳定性理论和不等式技术等方法建立了该混杂系统实现优化一致的代数条件, 并进一步推导出代数图条件. 具体而言, 如果混杂系统的采样周期满足一定条件以及每个智能体的局部代价函数为强凸时, 当拉普拉斯矩阵的零空间跨越一致性子空间或者矩阵权重图中包含正生成树时, 系统可以在全局最优解处达到一致. 最后, 通过数值仿真验证了所提出算法的有效性.

    Abstract:

    This paper addresses a distributed optimization problem for first-order hybrid multi-agent systems on matrix-weighted networks, and proposes a novel distributed optimization control algorithm, in which a sampled control method is utilized in the continuous-time subsystem. Under the proposed optimal control protocol, an algebraic condition for achieving optimization consensus in the hybrid systems is established based on matrix theory, the Lyapunov stability theory, and inequality techniques, and further an algebraic graph condition is derived. Specifically, if the sampling period for the hybrid system satisfies certain condition and the local cost function of each agent is strongly convex, the system can achieve consensus at the global optimal solution when the null space of the Laplacian matrix spans the consensus subspace or the matrix-weighted graph contains a positive spanning tree. Finally, the effectiveness of the proposed algorithm is verified by numerical simulation.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

熊如新,妙锁霞,巩勇杰,等.矩阵权重网络上混杂多智能体系统的分布式优化[J].控制与决策,2026,41(4):1089-1096

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  • 收稿日期:2025-05-28
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  • 在线发布日期: 2026-03-24
  • 出版日期: 2026-04-10
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