基于梯度估计的多智能体系统有限时间分布式优化

• Published in: 控制理论与应用 Vol. 40; no. 4; pp. 615 - 623
• Main Authors: 朱文博, 王庆领
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 东南大学自动化学院,江苏南京210018 01.04.2023
• Subjects: 有限时间; 凸优化; 强连通有向图; 分布式优化; 多智能体系统; 非光滑分析
• ISSN: 1000-8152
• DOI: 10.7641/CTA.2022.11088

现有多智能体系统分布式优化算法大多具有渐近收敛速度,且要求系统的网络拓扑图为无向图或有向平衡图,在实际应用中具有一定的保守性.本文研究了具有强连通拓扑的多智能体系统有限时间分布式优化问题.首先,基于非光滑分析和Lyapunov稳定性理论设计了一个有限时间分布式梯度估计器.然后,基于该梯度估计器提出了一种适用于强连通有向图的有限时间分布式优化算法,实现了多智能体系统中智能体的状态在有限时间内一致收敛到全局最优状态值.与现有的有限时间分布式优化算法相比,新提出的有限时间优化算法适用于具有强连通拓扑的多智能体系统,放宽了系统对网络拓扑结构的要求.此外,本文基于Nussbaum函数方法对上述优化算法进行了拓展解决了含有未知高频增益符号的多智能体系统分布式优化问题.最后,通过仿真实例对提出的分布式优化算法的有效性进行了验证.