近期，我院2024级硕士研究生谢俊江在《控制与决策》期刊发表《多智能体系统层级预定义时间最优容错控制》学术论文，指导教师为刘尚坤老师，黄捷教授为本文通讯作者。

  研究背景

随着无人机集群、无人艇编队、智能电网等技术的快速发展，多智能体系统已成为当前智能控制研究的重要方向。此类系统通常由多个智能体协同完成任务，但在实际运行中，智能体极易受到传感器故障、非仿射故障等因素影响，从而降低系统协同性、可靠性与控制性能。因此，如何在存在多种复杂故障的情况下实现高可靠、高性能、快速收敛的协同控制，是多智能体系统研究中的关键难题。

成果介绍

针对上述挑战，论文提出一种层级预定义时间最优容错控制框架。该框架由“虚拟层”与“实际控制层”组成：

1) 虚拟层：以一致性跟踪误差和二次型性能指标为基础，借助强化学习求解近似最优控制策略，从而实现多智能体的同步最优控制；

2) 实际控制层：基于虚拟层产生的最优参考轨迹，引入自适应模糊预定义时间容错控制器，确保对最优轨迹的预定义时间跟踪。

该方案实现了 “故障隔离 + 性能最优 + 收敛时间可控” 的控制策略，有效提升了系统面对复杂故障时的安全性与稳定性。

核心观点

1) 本文基于层级协同控制机制，实现对传感器故障与非仿射故障的分层处理，使健康智能体免受故障传播影响，提高总体系统可靠性。

2) 本文将演员–评论家结构引入多智能体一致性跟踪问题，通过构建可学习的性能指标函数，在未知动态条件下实现能量优化与性能平衡。

3) 本文提出的自适应模糊控制器可确保跟踪误差在用户可预定义的时间内收敛至有界集合，使控制性能具备更强的确定性和可调节性。

图 1多智能体层级预定义时间控制框图

作者简介

刘尚坤，福州大学5G+工业互联网研究院智能制造研究所副所长，福州大学电气工程与自动化学院讲师、硕导。主要研究方向为：多智能体系统协同容错控制、智能制造优化调度等。

黄捷，福州大学电气工程与自动化学院教授、博导，福建省自动化学会副会长、福州大学5G+工业互联网研究院院长、福建省闽江学者奖励计划特聘教授、福建省高校杰出青年科研人才、闽江科学传播学者、福州市科创走廊首席科技创新顾问。主要研究方向为：群体智能与无人系统、人机混合增强智能、工业互联网、数字经济等。

谢俊江，福州大学电气工程与自动化学院、福州大学5G+工业互联网研究院。硕士研究生，主要研究方向为：多智能体强化学习容错控制。