Robust adaptive fault-tolerant consensus control for uncertain nonlinear fractional-order multi-agent systems with directed topologies
Robust adaptive fault-tolerant consensus control for uncertain nonlinear fractional-order multi-agent systems with directed topologies
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有向拓扑不确定非线性分数阶多智能体系统的鲁棒自适应容错一致性控制
DOI：
10.1016/j.automatica.2020.109011
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发表时间：
2020-07
期刊：
影响因子：
6.4
通讯作者：
Qing-Long Han
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ping Gong;Weiyao Lan;Qing-Long Han
研究了具有一般有向拓扑结构的异类非线性分数阶多智能体系统的容错一致控制(FTCC)问题，其中系统受非均匀未知和时变惯性、耦合非线性、外部扰动和执行器故障的影响。利用边界层技术，设计了一种连续鲁棒的自适应FTCC协议，以同时补偿时变的未知惯性、不确定的耦合动力学/扰动和不可预测的驱动失效。通过巧妙地选择Lyapunov函数和推广一个重要的分数阶不等式，证明了一致构形误差在有限时间内收敛到一个可调的小残差集。所提出的鲁棒自适应FTCC协议是完全分布式的，不需要任何全局信息，也不需要任何详细的动态/参数信息或复杂/昂贵的故障检测和诊断。数值仿真结果表明了所提FTCC方案的有效性。
This paper investigates the problem of fault-tolerant consensus control (FTCC) for heterogeneous nonlinear fractional-order multi-agent systems with general directed topology, where the systems are subject to heterogeneous unknown and time-varying inertias, coupling nonlinearities, external disturbances, and actuator failures. A continuous robust adaptive FTCC protocol is designed by using a boundary layer technique to compensate for the time-varying unknown inertias, uncertain coupling dynamics/disturbances, and unpredictable actuation failuressimultaneously. By artfully choosing a Lyapunov function and by generalizing an important fractional-order inequality, it is shown that the consensus configuration error converges to an adjustable small residual set in finite time. The proposed robust adaptive FTCC protocol is completely distributed in the sense that there is no need for any global information, and also is less demanding without requiring any detailed dynamic/parameters information or complicated/costly fault detection and diagnosis. The effectiveness of the proposed FTCC scheme is illustrated by numerical simulation.
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