協(xié)調控制系統(tǒng)的優(yōu)化與設計.pdf

1、近年來，多智能體網絡系統(tǒng)的協(xié)調控制，如一致性問題、編隊控制、群集行為，引起來了研究人員的極大興趣。這些系統(tǒng)一般包含大量的智能體，如無人機、無人地面機器人、無入水下機器人和衛(wèi)星等，因此協(xié)調控制系統(tǒng)往往是復雜的網絡系統(tǒng).協(xié)調控制系統(tǒng)在許多領域中有著重要的應用，如自主車的團隊操作、搜救任務、移動傳感器網絡和分布式能源系統(tǒng)等。本文采用優(yōu)化的方法進行了協(xié)調控制系統(tǒng)的設計，重點研究了多智能體網絡系統(tǒng)的一致性問題和編隊控制問題。
　　 本研究

2、為了設計多智能體網絡系統(tǒng)的最優(yōu)協(xié)調控制策略，采用了三種基于設計的方法，即逆優(yōu)化的方法、分布式最優(yōu)控制設計的方法和合作博弈論的方法。首先，采用逆優(yōu)化的方法設計多智能體網絡系統(tǒng)的協(xié)調控制。在這種方法中，通過引入一個協(xié)調控制李雅普諾夫函數，可以避開求解HJB方程的困難。我們獲得的協(xié)調控制器不僅具有處理高相對階系統(tǒng)的優(yōu)勢，而且可以通過調節(jié)一個正定矩陣來改善多智能體網絡系統(tǒng)的性能。另一方面，我們設計的分布式控制是關于一個有意義的目標函數的最優(yōu)控制

3、，這個目標函數可以用來量化和改善多智能體網絡系統(tǒng)的性能。其次，基于個體目標函數的最小化和HJB方程的求解，分析了多智能體網絡系統(tǒng)的分布式最優(yōu)控制設計，并應用于多機器人系統(tǒng)中。由于智能體之間信息流的交互，每個智能體的控制輸入分成了兩部分，局部輸入和全局輸入。前者是基于智能體的自身狀態(tài)進行設計的，后者是鄰近中智能體信息的函數。最后，考慮了由個體目標函數組成的團隊目標函數，采用了合作博弈論的方法使智能體之間實現合作。通過團隊目標函數的最小化，