多智能體系統(tǒng)的脈沖一致性及其動力學(xué)研究.pdf

1、多智能體系統(tǒng)的一致性問題具有廣泛的應(yīng)用前景，是當(dāng)前國際控制理論與應(yīng)用領(lǐng)域的前沿課題之一。本文主要基于圖譜理論、隨機(jī)矩陣?yán)碚撆c脈沖控制理論等研究多智能體系統(tǒng)的脈沖一致性問題，力求解決此領(lǐng)域的相關(guān)問題。脈沖耦合非線性系統(tǒng)的同步及其動力學(xué)是當(dāng)前國際動力學(xué)與控制領(lǐng)域中的重要研究內(nèi)容之一。本文主要基于壓縮原理研究一類脈沖耦合振子的同步問題，并研究一類脈沖耦合Duffing振子的復(fù)雜動力學(xué)行為及其分岔機(jī)理。本文的研究對于加強(qiáng)多智能體系統(tǒng)、脈沖系統(tǒng)的

2、理論及其在實(shí)際中的應(yīng)用具有重要意義。本文的主要內(nèi)容有：
　　 第一章介紹多智能體系統(tǒng)的一致性問題、非光滑系統(tǒng)、脈沖系統(tǒng)等的產(chǎn)生、發(fā)展與研究現(xiàn)狀等，在此基礎(chǔ)上給出本課題研究的意義和論文的主要工作與結(jié)構(gòu)安排。
　　 當(dāng)前連續(xù)控制協(xié)議研究得較多，但其他形式控制協(xié)議研究得較少。第二章針對一類線性多智能體系統(tǒng)，提出脈沖控制協(xié)議，該脈沖控制協(xié)議具有控制量小、實(shí)現(xiàn)方便等優(yōu)點(diǎn)。基于脈沖系統(tǒng)理論給出線性多智能體系統(tǒng)達(dá)到一致的充分條件，并進(jìn)

3、一步給出脈沖時刻及脈沖矩陣的設(shè)計方法。最后研究網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)切換的情形。
　　 第三章在第二章的基礎(chǔ)上研究非線性多智能體系統(tǒng)的一致性問題。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為兩個部分。第一部分研究無向網(wǎng)絡(luò)上非線性多智能體系統(tǒng)的脈沖一致性問題，其中每個智能體均為同樣的非線性動力系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔潭〞r利用Laplacian矩陣的最大、最小特征值給出離散時刻和脈沖常數(shù)的設(shè)計方案。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)切換時給出設(shè)計步驟。第二部分研究有向切換網(wǎng)絡(luò)上非線性多智能體系統(tǒng)的脈

4、沖一致性問題?；陔S機(jī)矩陣?yán)碚摻o出系統(tǒng)達(dá)到一致的充分條件，并當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)切換且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖均為強(qiáng)連通平衡圖時給出脈沖控制協(xié)議的設(shè)計方案。
　　 無源性方法是關(guān)聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的有效方法之一。第四章研究一類多智能體系統(tǒng)的脈沖輸出一致性，其中每個智能體均為無源的?；跓o源性原理分別給出多智能體系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔潭?、切換兩種情形下達(dá)到輸出一致的充分條件。第二、三章中構(gòu)成多智能體系統(tǒng)的各智能體的方程需要相同，但在智能體是無源的情形下，各智

5、能體的方程無需相同。
　　 脈沖耦合振子是指僅在離散時刻相互作用的耦合振子，已在圖像處理等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。第五章基于壓縮原理研究脈沖耦合振子的同步問題?；谒岢龅拿}沖系統(tǒng)的部分壓縮原理分別對兩脈沖耦合振子和網(wǎng)絡(luò)脈沖耦合振子進(jìn)行同步分析，并給出了脈沖耦合振子達(dá)到同步的充分條件。
　　 周期脈沖作用下非線性系統(tǒng)為非光滑系統(tǒng)，具有豐富的動力學(xué)行為。第六章研究周期脈沖作用下Chen系統(tǒng)的復(fù)雜動力學(xué)行為，并通過Floquet理

6、論揭示該系統(tǒng)周期解的非光滑分岔機(jī)理。周期脈沖作用下Chen系統(tǒng)主要通過兩種途徑到達(dá)混沌，即經(jīng)鞍結(jié)分岔到達(dá)混沌和倍周期分岔到達(dá)混沌。
　　 由于脈沖耦合系統(tǒng)本質(zhì)上為高維非光滑系統(tǒng)，因而會產(chǎn)生豐富而復(fù)雜的動力學(xué)行為。第七章研究環(huán)形脈沖耦合Duffing振子的復(fù)雜動力學(xué)行為。通過構(gòu)造Poincaré映射，給出該系統(tǒng)的分岔條件，并得到Poincaré映射的Jacobi矩陣的解析表達(dá)式，結(jié)合打靶法及龍格.庫塔方法求出系統(tǒng)的分岔集及Floq