多智能体网络中的动态事件驱动优化和一致性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903154
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The distributed optimization and control in multi-agent networks are hot research topics in the field of systems and control in recent years. In the practical application of multi-agent networks, there are still a series of problems such as limited communication bandwidth and insufficient onboard energy. In recent years, the event-triggered mechanism has become an effective way to solve the problems. Based on this background, this project will study the distributed optimization and consensus problem in multi-agent networks via the dynamic event-triggered mechanism. Firstly, we will design the dynamic event-triggered optimization algorithms to solve the distributed optimization problem in directed multi-agent networks. A comparison of the dynamic event-triggered optimization algorithm and the existing event-triggered optimization algorithm in information transmission pressure respect will be made. The effects on event-triggered optimization algorithm of the communication constraints will be discussed. Secondly, based on the existing dynamic event-triggered mechanism,we will investigate the consensus problem of the multi-agent systems with nonlinear dynamics. Combing the existing dynamic event-triggered mechanism with integral-type event-triggered mechanism, we will develop a novel event-triggered mechanism to derive the conditions for the dynamic event-triggered consensus problem of nonlinear multi-agent networks. The results will be applied to cope with formation control problem of the nonlinear multi-agent networks. This project will help to enrich and perfect the theoretical frameworks of distributed optimization and control, and provide an energy-saving strategy for the practical application of multi-agent networks.
多智能体网络中的优化和控制是当前系统和控制领域的研究热点。在多智能体网络的实际应用过程中,仍然存在通信带宽有限、机载能量不足等一系列问题。近年来,事件驱动机制策略已经成为解决这类问题的有效方式。本项目拟利用动态事件驱动机制来研究多智能体网络中的优化问题和一致性问题。首先,设计动态事件驱动优化算法,解决有向多智能体网络中的分布式优化问题,给出该算法与已有事件驱动优化算法在信息传输压力等方面的比较;探讨通信约束对事件驱动优化算法的影响。其次,基于已有动态事件驱动机制,研究具有非线性动态的多智能体网络的一致性问题;结合积分型事件驱动机制,设计新型动态事件驱动机制,推导非线性多智能体网络实现动态事件驱动一致性的条件;将所得结论应用于非线性多智能体网络的编队控制问题。本项目的研究不仅有助于丰富分布式优化和控制理论,同时也为多智能体网络的应用提供一种资源节省型策略。

结项摘要

项目的研究背景是,在多智能体网络的实际应用过程中,存在通信带宽有限、机载能量不足等一系列问题。近年来,事件驱动机制策略已经成为解决这类问题的有效方式。本项目的主要研究内容是利用事件驱动机制策略来解决多智能体网络中的优化问题和一致性问题,并进一步研究了多智能体系统的能控性问题。本项目的重要研究结果和关键数据,从三个方面展开。首先,设计了动态事件驱动优化算法,解决了有向多智能体网络中的分布式优化问题,给出了该算法与已有事件驱动优化算法在信息传输压力等方面的比较;揭示了通信约束对事件驱动优化算法的影响。其次,结合积分型事件驱动机制,推导了非线性多智能体网络实现事件驱动一致性的条件;利用动态事件驱动机制,解决了具有非线性动态的多智能体网络的一致性问题。最后,针对有限域上具有时变拓扑的多智能体系统,建立了这类系统的强目标可控性的图论判据,当系统的拓扑图满足一定条件时,证明了一个时变多智能体系统在任意有限域上都是强目标可控的,这部分结论对于事件驱动优化和一致性问题研究提供了重要的理论指导。本项目的研究意义,不仅丰富了分布式优化和控制理论,同时也为多智能体网络的应用提供了一种资源节省型策略。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Strong targeted controllability of multi-agent systems with time-varying topologies over finite fields
有限域上时变拓扑多智能体系统的强针对性可控性
  • DOI:
    10.1016/j.automatica.2022.110404
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Automatica
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zehuan Lu;Zhiqiang Zhang;Zhijian Ji
  • 通讯作者:
    Zhijian Ji
Sampled-data based structural controllability of multi-agent systems with switching topology
具有切换拓扑的多智能体系统的基于采样数据的结构可控性
  • DOI:
    10.1016/j.jfranklin.2020.08.021
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Journal of the Franklin Institute
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zehuan Lu;Zhijian Ji;Zhiqiang Zhang
  • 通讯作者:
    Zhiqiang Zhang
Dynamic event-triggered communication based distributed optimization
基于动态事件触发通信的分布式优化
  • DOI:
    10.1002/rnc.5732
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Robust and Nonlinear Control
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhiqiang Zhang;Lunze Jan;Yuangong Sun;Zehuan Lu
  • 通讯作者:
    Zehuan Lu

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其他文献

Investigation on Microstructure and Impact Toughness of Different Zones in Duplex Stainless Steel Welding Joint
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS ENGINEERING AND PERFORMANCE
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    张志强;荆洪阳;徐连勇;韩永典;李国禄;赵雷
  • 通讯作者:
    赵雷
GIS支持下的村镇建设用地再开发适宜性评价
  • DOI:
    10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0267
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李武龙;张志强;张新长
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    张志强;朱星宇;刘新华
  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    高云航
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    铁道标准设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪平;张康健;李进;张志强;李小伟
  • 通讯作者:
    李小伟

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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