基于高頻反饋魯棒控制的MAS編隊(duì)與包容控制研究.pdf

1、多智能體系統(tǒng)(Multi-agent System, MAS)的研究主要用來(lái)解決大型復(fù)雜系統(tǒng)建模問(wèn)題，其特點(diǎn)在于通過(guò)智能體之間協(xié)作來(lái)完成個(gè)體無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜任務(wù)。文章主要研究MAS協(xié)同控制中編隊(duì)控制和包容控制問(wèn)題，其中編隊(duì)控制問(wèn)題主要分為跟隨-領(lǐng)航法，基于行為法，虛擬結(jié)構(gòu)法，人工勢(shì)場(chǎng)法等。在典型的跟隨-領(lǐng)航模型編隊(duì)控制中，由于跟隨者只需獲得領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)信息而簡(jiǎn)化了隊(duì)形間的合作，因此控制結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不過(guò)這也導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中存在“缺乏信息反饋”和

2、“領(lǐng)導(dǎo)者丟失導(dǎo)致的跟隨者掉隊(duì)”的缺陷。目前，包容控制的研究主要集中在 MAS跟隨者包容控制算法的設(shè)計(jì)，而領(lǐng)導(dǎo)者尤其是動(dòng)態(tài)領(lǐng)導(dǎo)者在系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用有限。此外，由于現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)多為非線性且具有不確定動(dòng)態(tài)特性，其中大部分不確定動(dòng)態(tài)特性的模型難以建立，因此需選擇合適非線性控制器對(duì)此類動(dòng)態(tài)特性的系統(tǒng)加以控制。文章的主要工作及創(chuàng)新之處包括：
　　研究了具有二階未知有界非線性動(dòng)態(tài)特性的MAS編隊(duì)控制問(wèn)題，分別基于改進(jìn)的高頻反饋魯棒控制和高增益反饋

3、魯棒控制方法，提出了MAS編隊(duì)容錯(cuò)跟蹤控制算法，在跟隨-領(lǐng)航模型中有無(wú)領(lǐng)航情況下分別設(shè)計(jì)了MAS編隊(duì)控制律。算法中的隊(duì)形誤差考慮跟隨者分別與領(lǐng)導(dǎo)者和鄰居的反饋信息，從而克服跟隨-領(lǐng)航模型結(jié)構(gòu)缺陷并具有編隊(duì)容錯(cuò)特點(diǎn)；改進(jìn)的高頻反饋魯棒控制方法能夠保證MAS具有良好的系統(tǒng)魯棒性，另外該方法可應(yīng)用于解決其他MAS協(xié)同控制問(wèn)題；所研究的未知非線性動(dòng)態(tài)特性能夠廣泛適用于其他線性和非線性MAS動(dòng)態(tài)特性。
　　研究了具有二階未知有界非線性動(dòng)態(tài)特

4、性的MAS包容控制問(wèn)題，基于改進(jìn)的高頻反饋魯棒控制方法，在跟隨者之間無(wú)向通信的情況下，提出了MAS包容控制算法，實(shí)現(xiàn)了具有動(dòng)態(tài)領(lǐng)導(dǎo)者的MAS包容控制。與現(xiàn)有基于SMC算法相比，改進(jìn)的高頻反饋魯棒控制算法能夠克服SMC的抖振現(xiàn)象，且具有良好的系統(tǒng)魯棒性，同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)控制器參數(shù)以適應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)控制性能需要而具有廣泛的適用性和實(shí)用價(jià)值。
　　考慮MAS包容控制整體設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)結(jié)合編隊(duì)控制問(wèn)題和路徑規(guī)劃問(wèn)題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)導(dǎo)者編隊(duì)避障控