具有通訊時(shí)滯的多智能體系統(tǒng)平均一致性和包含控制.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的日益龐大，集中式控制策略的全局信息獲取受到網(wǎng)絡(luò)帶寬和計(jì)算機(jī)處理能力等限制，變得越來越困難。而分布式控制因其具有良好的模塊性、易于擴(kuò)展性和魯棒性得到重視。由于在軍事和民用方面都有著廣泛的應(yīng)用，多智能體系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)控制受到廣泛關(guān)注。一致性問題是研究多智能體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)性問題、也是研究如何充分發(fā)揮多智能體系統(tǒng)優(yōu)勢的關(guān)鍵所在，更是整個(gè)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的體現(xiàn)。在多智能體系統(tǒng)里面，可能存在一個(gè)或者多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)，當(dāng)系統(tǒng)含有多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)時(shí)

2、，一致性問題變?yōu)榘刂茊栴}。包含控制問題也是多智能體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制中的一個(gè)重要的研究課題，在實(shí)際生活中有很多潛在的應(yīng)用。因此，本文不僅對多智能體系統(tǒng)一致性問題進(jìn)行了研究，對含有多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)的多智能體系統(tǒng)的包含控制問題也進(jìn)行了分析。論文主要工作概括如下:
　　研究切換拓?fù)淝闆r下線性和Lipschitz非線性多智能體系統(tǒng)的平均一致性問題。首先，對于帶有時(shí)滯的線性多智能體，設(shè)計(jì)一種PD類型的一致性算法。通過系統(tǒng)變換，將具有傳輸時(shí)滯的多智能體

3、系統(tǒng)一致性控制問題轉(zhuǎn)換成切換時(shí)滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析問題。構(gòu)造包含三重積分項(xiàng)的Lyapunov-Krasovskii函數(shù)，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，得到系統(tǒng)在任意切換拓?fù)湎逻_(dá)到平均一致性的充分條件。進(jìn)一步地，將所獲得的結(jié)果擴(kuò)展到非線性系統(tǒng)，取得較好的效果。
　　針對高階一般線性動(dòng)態(tài)的多智能體系統(tǒng)的狀態(tài)不可測問題，提出基于跟隨者觀測器的包含控制協(xié)議，研究其在有向通信拓?fù)湎碌膮f(xié)同包含控制問題。首先，提出一種基于鄰居智能體的相對輸出的跟隨者觀測器設(shè)

4、計(jì)方法，即只針對跟隨者進(jìn)行觀測器設(shè)計(jì)，避免對領(lǐng)導(dǎo)者進(jìn)行觀測。在這種情況下，因?yàn)橹恍枰獙ΩS者進(jìn)行觀測器設(shè)計(jì)，而不是所有的系統(tǒng)，這就很大程度上降低設(shè)計(jì)成本。其次，通過進(jìn)行系統(tǒng)變換，將包含控制問題轉(zhuǎn)換成自治系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析問題。利用Lyapunov函數(shù)方法，得到能夠使系統(tǒng)達(dá)到包含控制的充分條件，同時(shí)設(shè)計(jì)控制器和觀測器參數(shù)，這與控制器和觀測器單獨(dú)設(shè)計(jì)方法相比具有很大的優(yōu)越性。
　　研究帶有時(shí)滯的基于跟隨者觀測器設(shè)計(jì)的多智能體系統(tǒng)的協(xié)同包