● 前言
章 繫統的抽像化與層次化 1
1.1 控制繫統的復雜性 1
1.2 抽像化方法概述 2
1.2.1 繫統抽像化及分類 3
1.2.2 繫統抽像化研究現狀 5
1.3 總結與展望 17
第2章 抽像繫統的構造 19
2.1 基於任務的繫統抽像化 19
2.2 精確抽像化的可實現性 21
2.3 漸近抽像化的可實現性 24
2.3.1 線性任務繫統 24
2.3.2 非線性任務繫統 27
2.3.3 部分信息下的抽像化 30
2.4 近似抽像化的可實現性 32
2.5 本章小結 34
第3章 層次接口的設計 35
3.1 模擬函數和近似模擬 35
3.2 線性繫統的層次接口設計 37
3.3 非線性繫統的層次接口設計 40
3.3.1 一般討論 40
3.3.2 下三角形繫統 43
3.4 層次接口的魯棒性 48
3.4.1 靜態不確定性 48
3.4.2 動態不確定性 51
3.5 本章小結 53
第4章 基於抽像化的分層控制及應用 54
4.1 繫統穩態調節 54
4.1.1 問題描述 54
4.1.2 抽像化與層次化 55
4.1.3 整體性能分析 55
4.1.4 實時梯度推廣 56
4.2 機器人運動控制 58
4.2.1 問題描述 58
4.2.2 抽像化與層次化 59
4.3 廣義輸出調節 60
4.3.1 問題描述 60
4.3.2 抽像化與層次化 61
4.3.3 舉例 64
4.4 本章小結 65
第5章 多智能體繫統及其分層控制 66
5.1 多智能體繫統概述 66
5.2 基於抽像化的分層控制 68
5.2.1 分布式接口 69
5.2.2 分布式抽像 70
5.3 本章小結 71
第6章 基於分布式接口的多智能體繫統分層控制 72
6.1 基於模擬函數的多智能體繫統協調 72
6.1.1 問題描述 72
6.1.2 繫統抽像化 73
6.1.3 分布式接口設計 75
6.1.4 舉例 77
6.2 基於抽像化的分布式廣義輸出調節 80
6.2.1 問題描述 80
6.2.2 繫統抽像化 81
6.2.3 分布式接口設計 82
6.2.4 舉例 83
6.3 本章小結 85
第7章 基於分布式抽像的多智能體繫統分層控制 86
7.1 魯棒一致性跟蹤問題 86
7.1.1 問題描述 86
7.1.2 繫統抽像化 87
7.1.3 魯棒層次接口設計 88
7.1.4 舉例 89
7.2 給定行為的分布式協調控制 90
7.2.1 問題描述 90
7.2.2 繫統抽像化 92
7.2.3 層次接口設計 92
7.2.4 分布式推廣 94
7.2.5 舉例 95
7.3 輸出平均一致性的分層設計 96
7.3.1 問題描述 96
7.3.2 繫統抽像化 96
7.3.3 層次接口設計 97
7.3.4 舉例 98
7.4 本章小結 99
第8章 分布式優化的分層設計方法 100
8.1 分布式優化概述 100
8.2 問題描述 102
8.3 基於抽像化的分層設計 103
8.3.1 繫統抽像化 104
8.3.2 層次接口設計 107
8.3.3 實時梯度推廣 114
8.4 舉例 119
8.5 本章小結 123
第9章 非線性多智能體繫統的分布式優化 124
9.1 問題描述 124
9.2 基於抽像繫統的分層設計 125
9.3 整體性能分析 130
9.4 舉例 132
9.5 本章小結 133
參考文獻 135
附錄 A 繫統穩定性 147
附錄 B 圖論符號及性質 152
附錄 C 凸分析基礎 154
附錄 D 常用不等式 156
內容簡介
本書主要介紹復雜繫統抽像化技術及其分層控制的基本理論和**研究進展。全書分為9章。章介紹繫統抽像化的研究背景、主要思想和研究現狀;隨後的章節主要分為兩部分,靠前部分包括第2~4章,主要討論單個控制繫統的抽像化和分層控制理論及其應用;第二部分包括第5~9章,主要介紹基於抽像化的分層控制方法在多智能體繫統協調中的應用。其中,第2章從給定控制任務出發,提出基於任務的繫統抽像化方法;第3章討論抽像繫統和原始繫統間層次接口的構造問題;第4章研究基於抽像化的分層控制方法,並將其應用到幾個典型控制問題中;第5章結合多智能體繫統的研究特點,提出分布式接口法和分布式抽像法兩種不同的多智能體繫統分層控制方法;第6章和第7章分別討論上述兩類方法在多智能體繫統協調中的幾個典型應用;第8章和第9章則以一類分布式優化任務為例,進一步討論同時存在復雜任務和復雜動力學時多智能體繫統的分層設計方法。