基于切換時(shí)滯系統(tǒng)理論的多智能體一致性研究.pdf

1、由于多智能體系統(tǒng)在衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整、無人機(jī)編隊(duì)控制、分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)等諸多領(lǐng)域具有較強(qiáng)的應(yīng)用背景，故其分散式協(xié)調(diào)控制受到了國內(nèi)外各領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注。目前，對(duì)于多智能體系統(tǒng)的研究是一個(gè)熱點(diǎn)問題。而多智能體的一致性問題作為多智能體研究中的一個(gè)基本問題，更是得到了各個(gè)領(lǐng)域研究學(xué)者的關(guān)注，一致性的研究具有十分重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。所謂一致性，是指智能體在不利用全局信息的情況下，僅僅依靠各個(gè)智能體之間有限的信息交互使得所有的智能體中某個(gè)狀態(tài)

2、最終趨于一個(gè)感興趣的值。
　　多智能體系統(tǒng)中各個(gè)智能體之間通過通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，不可避免的會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)中通訊噪聲和網(wǎng)絡(luò)時(shí)滯的影響。本文在已有工作的基礎(chǔ)上，利用切換時(shí)滯系統(tǒng)理論以及穩(wěn)定性理論研究了多智能體系統(tǒng)在噪聲或者通訊時(shí)滯下的一致性問題。本學(xué)位論文的主要結(jié)果可以總結(jié)為下面幾個(gè)方面:
　　針對(duì)多智能體中網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)智能體之間的通信受到網(wǎng)絡(luò)帶寬或者通訊噪聲的影響可能會(huì)導(dǎo)致通信鏈路的失效等問題，首先研究了普通動(dòng)態(tài)多智能體系統(tǒng)在

3、具有通信失效現(xiàn)象下的領(lǐng)導(dǎo)者—追蹤者一致性問題。提出了一種新的切換時(shí)滯系統(tǒng)，理論結(jié)果和數(shù)值仿真驗(yàn)證了當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)中存在一個(gè)生成樹并且通訊失效的長度和頻率滿足一定條件時(shí)，多智能體網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)者—追蹤者一致。隨后，基于前面的結(jié)果分析了滿足利普希茨條件的非線性多智能體系統(tǒng)在具有大時(shí)滯區(qū)間下的一致性問題，給出了一種牽制控制一致性協(xié)議。證明了當(dāng)大時(shí)滯區(qū)間的長度和頻率滿足一定條件時(shí)，多智能體系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一致。
　　考慮到網(wǎng)絡(luò)多智能體系統(tǒng)周圍環(huán)

4、境的復(fù)雜性以及當(dāng)各種不確定因素存在時(shí)難以保證所有的智能體具有同樣的動(dòng)態(tài)行為，研究了由一階和二階系統(tǒng)構(gòu)成的異構(gòu)智能體系統(tǒng)在采樣信息下的一致性問題，同時(shí)還考慮了網(wǎng)絡(luò)通信失效以及外部噪聲對(duì)于一致性的影響。提出了基于采樣信息的一致性協(xié)議，利用Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了當(dāng)通訊失效滿足一定條件時(shí)，多智能體系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一致并且具有期望的L2增益性能。
　　考慮到實(shí)際中智能體的狀態(tài)信息可能是未知的，分析了在隨機(jī)采樣機(jī)制下的基于輸出信息的一致