具有切换拓扑和时间延迟的智能体网络中的共识问题

在本文中，我们讨论了具有固定和切换拓扑的动态智能体网络的共识问题。我们分析了三种情况：1) 具有固定拓扑的有向网络；2) 具有切换拓扑的有向网络；以及 3) 具有通信时间延迟和固定拓扑的无向网络。我们为有延迟和无延迟的网络引入了两种共识协议，并提供了在这三种情况下的收敛分析。我们建立了网络的代数连通性（或Fiedler特征值）与线性共识协议的性能（或协商速度）之间的直接联系。这需要将无向图的代数连通性概念推广到有向图。事实证明，平衡有向图在解决平均共识问题中发挥了关键作用。我们为共识协议的收敛分析引入了不一致函数。不一致函数是用于不一致网络动态的Lyapunov函数。我们提出了一种简单的不一致函数，这是具有切换拓扑的有向网络不一致动态的一个共同Lyapunov函数。该工作的一个显著特点是针对具有有向信息流的网络解决共识问题。我们提供了依赖于代数图理论、矩阵理论和控制理论的分析工具。提供的仿真展示了我们理论结果的有效性。