离散时间异构多智能体线性系统通信时滞的精确补偿及其在 SIR 传染病模型中的应用
系统与控制
2026-01-01 v1 系统与控制
摘要
本文研究了受不同通信时滞影响的离散时间异构多智能体系统 (MASs) 的输出同步问题。此类时滞的存在阻碍了来自邻居节点的信息即时传递，从而严重降低了标准分布式控制方案的性能。为克服此问题，我们提出了一种基于预测的精确时滞补偿框架。具体而言，我们引入了预测器并结合分布式预测器机制，该机制能够在通信网络中递归地重建未来状态信息。基于这些预测器，我们构建了基于预测的分布式观测器，并分别设计了基于预测的分布式状态反馈和动态输出反馈控制器。理论分析证实，所提出的策略在有限步数后消除了时滞的影响，确保了输出同步。通过一个数值算例和一个基于 Koopman 算子的线性易感-感染-康复 (SIR) 传染病模型验证了该方法的有效性。值得注意的是，对于 400 万人口，所提出的时滞补偿策略在感染高峰期减少了超过 20 万感染者，突显了其在缓解疫情方面的潜在重要性。
引用
@article{arxiv.2512.24735,
title = {Exact compensation of communication delays for discrete-time heterogeneous multi-agent linear systems with applications to SIR epidemic model},
author = {Qin Fang and Mamadou Diagne and Yang Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.24735},
year = {2026}
}