多傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)（無人網(wǎng)絡系統(tǒng)）能夠在無人參與的條件下實現(xiàn)長時間自主操作，近年來受到了人們越來越多的關(guān)注。目前被視為系統(tǒng)控制理論中具有戰(zhàn)略意義的研究方向，吸引了大量的科技工作者對相關(guān)領域進行研究。人們對于多傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的研究興趣可能要追溯到某些特殊的應用場合，比如任務復雜或有其他限制，不允許直接人工干預（不安全或者會造成環(huán)境危害）。另外，自然界中動物在不需要明確管理者的條件下就能完成給定任務的群體行為，激發(fā)了科學家們的研究興趣，從不同理論角度來實現(xiàn)協(xié)同網(wǎng)絡。在鳥類遷移、魚類尋找食物和其他有團隊生活的動物身上都可以發(fā)現(xiàn)這樣的例子。動物在沒有外部監(jiān)督的條件下，通過團隊內(nèi)部協(xié)作來執(zhí)行復雜任務。此外，先進的無線通信網(wǎng)絡已經(jīng)可以連接一定數(shù)量并且分布在大面積區(qū)域的系統(tǒng)，為無人網(wǎng)絡系統(tǒng)的構(gòu)建奠定了基礎。
　　這些先進的科技成果和觀測結(jié)果，使科學家們專注于無人網(wǎng)絡系統(tǒng)領域研究。無人網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)勢巨大，而且在各種領域的應用研究都已經(jīng)相對成熟。相對于單個個體系統(tǒng)而言，無人網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：能夠增強整體的魯棒性，提高儀器的敏感性和分辨率，降低操作成本和提高重構(gòu)的自適應性能[13]。為了完成全新且具有挑戰(zhàn)性的復雜任務，需要對這些任務進行網(wǎng)絡分配，通過各單元間的協(xié)作來完成目標。這些網(wǎng)絡的構(gòu)建適用于多種動態(tài)系統(tǒng)，如無人機、無人車、無入水下航行器、人造衛(wèi)星或移動機器人。這些系統(tǒng)通常都包括一定數(shù)量的傳感器、決策器和執(zhí)行器。因此，這是一種擁有大量傳感器和決策器的網(wǎng)絡（或稱為“傳感器一決策器一執(zhí)行器”網(wǎng)絡）。為了充分利用這些大型網(wǎng)絡，需要滿足一些前提條件。正如文獻[119]中所討論的那樣，包括通信可靠性、最優(yōu)功耗管理、安全、優(yōu)化協(xié)同與團隊協(xié)作等技術(shù)的發(fā)展。
　　要實現(xiàn)具有挑戰(zhàn)性和復雜性的任務，需要將這些網(wǎng)絡化多智能體系統(tǒng)形成一個有機的整體共同協(xié)調(diào)及協(xié)作來完成預定目標。大量文獻將重心放在解決不同條件下的團隊協(xié)作問題，但是所提方法并沒有經(jīng)過嚴密的理論推導。本書旨在通過設計最優(yōu)的一致性算法，提出并優(yōu)化協(xié)同網(wǎng)絡綜合策略來實現(xiàn)團隊協(xié)作。為此，本書建立了協(xié)同控制無線網(wǎng)絡機器人系統(tǒng)的模型框架。特別地，為解決網(wǎng)絡中的一致性問題設計了兩種新的控制算法：第一種算法利用最優(yōu)控制理論和對應的HJB方程來解決，線性動態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡的一致性問題被正式定義并得到解決；第二種算法采用狀態(tài)分解，將一致性問題轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定性問題。
　　在第二種算法中，博弈理論用于解決嚴格協(xié)同框架下的一致性問題。為了獲取協(xié)同最優(yōu)解，定義團隊代價函數(shù)，并解決了相關(guān)的極值問題。與其他最優(yōu)控制技術(shù)相比，在獲得相同結(jié)果的條件下該算法具有更低的代價值。基于博弈論和分解技術(shù)的算法都用到了線性矩陣不等式并同時實現(xiàn)以下兩點：一是尋求解決方案的分布式實現(xiàn)；二是控制器設計的一致性約束。此外，本書分析了協(xié)作團隊在執(zhí)行器異常（包含三種類型的故障）時的性能和穩(wěn)定性，對穩(wěn)態(tài)誤差也進行了分析。算法在異常情況下的魯棒性得到了仿真驗證。最后，為了應對實際中更復雜的情況，提出了固定無向的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，只要服從隨機切換結(jié)構(gòu)和領導角色分配變化的網(wǎng)絡，就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡穩(wěn)定性和一致性。此外，通過引入附加條件，仍可以保證理想的性能指標。
　　本書針對動態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)的一致性算法進行了深入研究，適用于所有對該領域感興趣的研究人員、科學家和高年級大學生。本書的大部分資助基金來自于加拿大自然科學和工程研究理事會（NSERC）。同時，本書的第二作者衷心地感謝他作為康科迪亞大學一級研究員得到的基金資助，以及來自工程和計算機科學學院的支持。