協(xié)同一致性多智能體系統(tǒng)的故障參數(shù)辨識(shí)與容錯(cuò)控制.pdf

1、協(xié)同一致性問(wèn)題為分布式多智能體系統(tǒng)的基礎(chǔ)問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)可通過(guò)協(xié)同控制律實(shí)現(xiàn)狀態(tài)一致。單個(gè)智能體的執(zhí)行器故障可通過(guò)智能體間的協(xié)同行為擴(kuò)散到整個(gè)系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)失穩(wěn)。然而傳統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制未考慮智能體間的協(xié)同行為，使其難于應(yīng)用于協(xié)同系統(tǒng)。因此，本文建立一種一致性多智能體系統(tǒng)故障處理框架，研究該框架下的基于未知輸入觀測(cè)器的故障檢測(cè)方法、基于極值搜索的故障參數(shù)辨識(shí)方法和基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論的協(xié)同容錯(cuò)控制策略。
　　首先

2、，建立包含協(xié)同項(xiàng)的一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)模型，并分析系統(tǒng)穩(wěn)定性與拉普拉斯矩陣的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上分析系統(tǒng)故障、傳感器故障和執(zhí)行器故障對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并對(duì)執(zhí)行器故障進(jìn)行進(jìn)一步分類。針對(duì)執(zhí)行器故障，通過(guò)解耦故障項(xiàng)矩陣，為每個(gè)智能體設(shè)計(jì)一組未知輸入觀測(cè)器進(jìn)行故障檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了快速的故障定位。分別為一階和二階系統(tǒng)的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的仿真場(chǎng)景，驗(yàn)證了所提觀測(cè)器具有快速故障檢測(cè)的能力。
　　其次，利用極值搜索不依賴于數(shù)學(xué)模型的特性，提出一種新的自

3、適應(yīng)故障參數(shù)辨識(shí)方法，即把故障參數(shù)辨識(shí)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為極值搜索的參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。單故障情況，為其設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)，并證明了極值搜索閉環(huán)結(jié)構(gòu)的參數(shù)在滿足一定約束條件下，具有負(fù)梯度的收斂能力;多故障情況，基于梯度的思想設(shè)計(jì)了一種可同時(shí)辨識(shí)多個(gè)參數(shù)的極值搜索閉環(huán)結(jié)構(gòu)，并分析了多種形式激勵(lì)函數(shù)的參數(shù)辨識(shí)性能。針對(duì)基于梯度思想的結(jié)構(gòu)收斂速度較慢的問(wèn)題，提出了一種基于牛頓算法的參數(shù)辨識(shí)結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證了牛頓算法具有快速的參數(shù)辨識(shí)能力。
　　最后，基于李