全分布式约定时间一致性协议

无需全局拓扑信息

针对固定和切换拓扑下的多智能体系统，提出无需全局拓扑信息的自适应控制协议，在预定时间内实现一致性，且收敛时间与初始条件无关。

Jixing, Lv · 王常虹 · 刘博 · 考永贵 · Yushi, Jiang · 吕吉星

Information Sciences 2023

技术优势

无需全局信息

协议仅利用邻居相对状态和自适应增益，无需网络规模或拉普拉斯矩阵特征值等全局量。

收敛时间可预设

无论初始状态如何，系统在预先设定的时间内达到一致，且该时间可作为控制参数显式设置。

切换拓扑可用

针对固定和切换两种拓扑结构分别设计协议，保证在联合连通条件下仍能实现预定时间一致性。

应用场景

• 多智能体协同控制：替代需全局信息的控制律，用于分布式编队、围捕等任务，降低通信与计算成本。
• 分布式传感网络：用于传感器网络时钟同步或状态估计融合，保证在预定时间内达成一致。
• 群体机器人编队：支持机器人集群在切换通信拓扑下按预定时间形成队形，初始队形可任意。
• 无人系统集群决策：为无人集群决策提供有限时间收敛的一致性协议，保证在时限内达成统一决策。