2025 Automatica 控制领域顶刊《随机非线性多智能体系统的分布式均值非反向控制》

关键词：分布式平均无过冲控制；定向网络拓扑结构；随机非线性系统

一、文章内容

1. 摘要

        对于严格反馈形式的随机非线性多智能体系统，我们提出了一种在有向领导者-跟随者型网络拓扑结构下的新型分布式均值非超调控制设计。与现有的随机分布式跟踪控制设计相比，我们的设计的优势在于领导者的输出可以被跟随者的输出所跟踪，而不会出现任何过冲。具体来说，我们首先设计了新的分布式控制器，以确保跟随者和领导者之间的输出跟踪误差的四等分在长期内可以调整到任意小的程度，同时闭环系统的所有状态在概率上保持有界。然后，我们证明，如果适当选择跟随者输出的初始值，跟随者输出的平均值可以渐近地跟踪领导者的输出，而不会出现超调。最后，我们给出了一个仿真实例来说明分布式均值非超调控制设计。

2. 重点内容

创新点：

   （1）考虑了更一般模型的分布式均值非过冲控制。与只考虑单系统的现有非过冲控制设计（Li & Krstic, 2021a, 2023）不同，我们考虑的是随机非线性多代理系统，其特点是代理之间的信息交换和互动。

     (2) 提出了新的分布式控制设计和新的稳定性分析技术。首先，与 Li 和 Li（2023）、Li et al.(2016）、Li 和 Zhang（2014）以及 Yan、Peng、Yang、Luo 和 Guan（2023）中的随机分布式跟踪控制设计，其中只有跟随者和领导者之间的输出跟踪误差的四分位数可以在长期内任意调小，但超调问题并未解决；其次，代理之间的相互作用使得现有的单系统均值非超调设计（Krstic & Bement，2006；Li & Krstic，2021a，2023）失效。我们设计的新颖之处在于适当构建分布式虚拟控制器。这种设计的优点在于，它可以同时克服过冲和代理之间相互作用造成的困难。换句话说，我们的分布式控制方案不仅能在长期内将跟随者和领导者之间的输出跟踪误差的四等分调整到任意小的程度，而且能同时成功实现非超调目标。

     (3) 每个跟随者的控制参数和输出初值的选择都不是简单的。与 Li 和 Li（2023）、Li 等人（2016）、Li 和 Zhang（2014）以及 Yan 等人（2023）中不考虑过冲的控制参数选择不同，我们提出了一种优雅的控制参数选择方法。Krstic 和 Bement（2006）、Li 和 Krstic（2021a, 2023）等人的研究中，工厂输出的初始值很容易选择为严格低于参考轨迹初始值的任何值，但与此不同的是，在多代理系统的设置中，由于代理之间的相互作用，跟随者输出初始值的选择要困难得多。在本文中，我们提出了一种新颖的初始值选择方案。

运动学模型：

控制器：

通讯关系：

二、复现对比

1.原文结果

1. 2.复现结果

2. 

参考文献

[1] Li W, Wang H, Liu L, et al. Distributed mean-nonovershooting control of stochastic nonlinear multi-agent systems[J]. Automatica, 2025, 179: 112397.

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