僅基于相對位置或角度信息的多智能體系統(tǒng)隊形協(xié)調控制.pdf

1、本文研究基于相對位置信息或角度信息的多智能體系統(tǒng)的隊形控制。隊形控制問題是多智能體系統(tǒng)的一個重要研究內容,要求控制一群智能體形成期望的幾何形狀。本文側重于研究未知參考速度下僅基于相對位置信息的運動隊形控制和僅基于角度信息的靜止隊形控制。本文的研究成果和貢獻具體如下:
　　 研究僅基于相對位置信息三個智能體的隊形運動控制。在跟隨者未知參考速度的情況下,利用自適應方法設計動態(tài)反饋控制器,使得三個智能體形成期望的三角形隊形并保持這個隊

2、形在平面中以設定的參考速度運動。在沒有合適的李雅普諾夫函數的情況下用Barbalat引理證明了非線性系統(tǒng)的收斂性；用李雅普諾夫間接法證明了平衡流形的穩(wěn)定性。為多個智能體的隊形控制提供了基礎。
　　 研究僅基于相對位置信息任意多個智能體的剛性隊形運動控制。通過引入有向無圈圖表示鄰居拓撲,將多個智能體的隊形控制問題分解為一系列三角形控制。再推廣前面的自適應方法為每個跟隨者智能體設計分布式動態(tài)反饋控制器,使得所有智能體形成剛性隊形并作

3、為一個整體以設定的參考速度運動,并保證了系統(tǒng)的收斂性和穩(wěn)定性。解決了基于有向圖的運動隊形控制問題,完善了這方面的理論。
　　 研究僅基于相對位置信息移動目標追蹤與包圍時的多智能體平衡圓周隊形控制。在未知移動目標的參考速度和允許鄰居拓撲時變的情況下,提出將解耦控制思想與自適應策略有機結合的方法,設計分布式動態(tài)反饋控制器使得所有智能體以運動平衡圓周隊形包圍未知速度的移動目標。構造出僅滿足LipschitZ條件的公共連續(xù)李雅普諾夫函數

4、,利用拉普拉斯矩陣的性質和非光滑不變集原理證明了切換系統(tǒng)的收斂性和穩(wěn)定性。
　　 研究僅基于角度信息的隊形控制問題。在更符合實際應用的會話通信模式下,結合切換非線性系統(tǒng)一致性方法和有限范圍人工勢場法設計分布式控制器,使得三個智能體以固定點為中心形成等邊三角形隊形。然后調整人工勢場作用范圍,將三個智能體的隊形控制擴展到任意多個智能體,使得它們形成平衡圓周隊形。利用非光滑分析克服了由會話通信引起的隨機切換帶來的困難,證明了隨機切換系