非线性多自主体系统协作式鲁棒输出调节问题研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61403082
  • 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:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Recently, the cooperative robust output regulation problem for multi-agent systems has received more and more attention, and emerged as an interesting research topic of the control community. The problem aims to design a distributed control law for the multi-agent system to maintain the stability of the closed-loop system, and to achieve the asymptotic tracking of a class of reference signals and the rejection of a class of disturbances. What makes this problem interesting and challenging is that it deals with the heterogeneous multi-agent systems, and addresses such new issues as disturbance rejection, robustness with respect to parameter uncertainties, and so on. So far, the problem has been widely studied for linear multi-agent systems. But there are few studies on nonlinear multi-agent systems, especially, on their semi-global and global control designs. Therefore, in this proposal, we will study both the semi-global and the global cooperative robust output regulation problems for nonlinear multi-agent systems. We will establish the distributed internal model principle for the nonlinear multi-agent system, and develop some novel nonlinear robust and adaptive stabilization control techniques, then eventually, extend the output regulation theory from a single nonlinear system to the nonlinear multi-agent system. Finally, we will use our theoretical results and novel methods for solving several cooperative control problems, such as consensus, rendezvous and formation problems, for some practical multi-agent systems, which will make our results widely applicable.
近年来,多自主体系统的协作式鲁棒输出调节问题受到控制界的广泛关注,成为控制科学研究领域具有国际前沿意义的课题之一。该问题旨在设计分布式控制器,使得闭环系统稳定,同时让系统的输出渐近跟踪一类参考信号并渐近抵制一类干扰信号。由于该问题研究对象的一般化,且兼顾考虑了不确定性参数与外界干扰等因素,因此,具有深刻的研究意义。目前,相关研究成果大多是针对线性多自主体系统,而对非线性多自主体系统的研究较少,其理论与应用均有待发展与完善。为此,本项目拟研究非线性多自主体系统半全局与全局协作式鲁棒输出调节问题,通过建立非线性多自主体系统的分布式内模原理以及发展各类新型分布式鲁棒与自适应镇定控制技巧,实现鲁棒输出调节理论从单一非线性系统到非线性多自主体系统的推广。同时,项目拟应用所获得的理论成果求解若干实际多自主体系统的趋同、聚类及编队等问题,使得协作式鲁棒输出调节理论具有广阔的应用前景。

结项摘要

近年来,多自主体系统的协作式鲁棒输出调节问题受到控制界的广泛关注,成为控制科学研究领域具有国际前沿意义的课题之一。该问题旨在设计分布式控制器,使得闭环系统稳定,同时让系统的输出渐近跟踪一类参考信号并渐近抵制一类干扰信号。由于该问题研究对象的一般化,且兼顾考虑了不确定性参数与外界干扰等因素,因此,具有深刻的研究意义。本项目沿此课题方向深入探讨了非线性多自主体系统的各类协作式鲁棒输出调节问题,完成了包括:单向固定网络中的各类协作式鲁棒输出调节问题、在外部系统具有不确定性参数与受控系统具有未知控制方向的情况下的非线性协作式鲁棒输出调节问题、切换时变网络与蜂拥时变网络中的协作式鲁棒输出调节问题等三方面理论研究内容。本项目建立了非线性多自主体系统的分布式内模原理以及发展了各类新型分布式鲁棒与自适应镇定控制技巧,从而实现了鲁棒输出调节理论从单一非线性系统到非线性多自主体系统的推广。同时,通过利用分布式内模的理论成果,实现了机器人组的聚类控制设计以及多船舶系统的编队控制设计,完成了理论成果的若干实际应用。在研究计划资助下,共计发表(含录用)国际权威期刊与会议论文17篇,其中SCI收录论文8篇,在系统控制领域两大国际顶级期刊IEEE Transactions on Automatic Control与Automatica上共有6篇。项目负责人苏友峰于2015年入选第十一批国家“千人计划”青年人才。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(9)
专利数量(0)
Cooperative Semi-Global Output Regulation of Nonlinear Strict-Feedback Multi-Agent Systems With Nonidentical Relative Degrees
相对度不同的非线性严格反馈多智能体系统的协同半全局输出调节
  • DOI:
    10.1109/tcyb.2016.2524408
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Cybernetics
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Youfeng Su
  • 通讯作者:
    Youfeng Su
Leader-following rendezvous with connectivity preservation and disturbance rejection via internal model approach
通过内部模型方法实现具有连接保持和干扰抑制的领导者跟随会合
  • DOI:
    10.1016/j.automatica.2015.04.015
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Automatica
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Youfeng Su
  • 通讯作者:
    Youfeng Su
An internal model approach for multi-agent rendezvous and connectivity preservation with nonlinear dynamics
具有非线性动力学的多智能体交会和连接保持的内部模型方法
  • DOI:
    10.1016/j.automatica.2017.12.018
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    AUTOMATICA
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Dong, Yi;Su, Youfeng;Xu, Shengyuan
  • 通讯作者:
    Xu, Shengyuan
Cooperative global output regulation for nonlinear uncertain multi-agent systems in lower triangular form
下三角非线性不确定多智能体系统的协同全局输出调节
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Automatic Control
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Youfeng Su;Jie Huang
  • 通讯作者:
    Jie Huang
Cooperative Global Output Regulation of Second-Order Nonlinear Multi-Agent Systems With Unknown Control Direction
控制方向未知的二阶非线性多智能体系统的协同全局输出调节
  • DOI:
    10.1109/tac.2015.2426273
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Automatic Control
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Youfeng Su
  • 通讯作者:
    Youfeng Su

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  • 发表时间:
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  • 作者:
    赵西振;王兴虎;苏友峰;徐大波
  • 通讯作者:
    徐大波
高超音速飞行器的神经网络跟踪控制
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    游茜;陈晓锋;苏友峰
  • 通讯作者:
    苏友峰

其他文献

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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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