执行器饱和的离散时间多智能体系统有限时域一致性控制.pdfVIP

第

51

卷

第

3

期自

动

化

学

报Vol.

51,

No.

3

2025

年

3

月ACTA

AUTOMATICA

SINICAMarch,

2025

执行器饱和的离散时间多智能体系统有限时域一致性控制

1,

22342,

5

王

巍

王

珂

黄自鑫

王乐君

穆朝絮

摘要针对执行器饱和的离散时间线性多智能体系统(Multi-agent

systems,

MASs)有限时域一致性控制问题,

将低增

益反馈(Low

gain

feedback,

LGF)方法与Q学习相结合,

提出采用后向时间迭代的模型无关控制方法.

首先,

将执行器饱

和的有限时域一致性控制问题的求解转化为执行器饱和的单智能体有限时域最优控制问题的求解,

并证明可以通过求解修

正的时变黎卡提方程

(Modified

time-varying

Riccati

equation,

MTVRE)实现有限时域最优控制.

随后,

引入时变参数

化Q函数(Time-varying

parameterized

Q-function,

TVPQF),

并提出基于Q学习的模型无关后向时间迭代算法,

可以更

新低增益参数,

同时实现逼近求解MTVRE.

另外,

证明所提迭代求解算法得到的LGF控制矩阵收敛于MTVRE的最优

解,

也可以实现全局有限时域一致性控制.

最后,

通过仿真实验结果验证了该方法的有效性.

关键词有限时域一致性控制,

执行器饱和,

Q函数,

模型无关,

多智能体系统

引用格式

王巍,

王珂,

黄自鑫,

王乐君,

穆朝絮.

执行器饱和的离散时间多智能体系统有限时域一致性控制.

自动化学报,

2025,

51(3):

617−630

DOI

10.16383/j.aas.c240446

CSTR

32138.14.j.aas.c240446

Finite-horizonConsensusControlofDiscrete-timeMulti-agentSystems

WithActuatorSaturation

1,

22342,

5

WANG

Wei

WANG

Ke

HUANG

Zi-Xin

WANG

Le-Jun

MU

Chao-Xu

AbstractA

model-free

control

method

using

backward-in-time

iteration

by

combining

the

low

gain

feedback

(LGF)

method

with

Q-learning

is

proposed

for

the

finite-horizon

consensus

control

problem

for

discrete-time

linear

multi-agent

systems

(MASs)

with

actuator

saturation.

First,

the

solution

of

the

finite-horizon

consensus

control

problem

with

actuator

saturation

is

transformed

into

the

solu