非線性多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制具有廣闊的應(yīng)用前景，如多機(jī)器人系統(tǒng)的編隊(duì)控制、多機(jī)械臂的同步控制、無線傳感網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)配置、多飛行器的自主導(dǎo)航等。對(duì)多智能體系統(tǒng)設(shè)計(jì)其通信機(jī)制及分布式控制算法，能使其呈現(xiàn)出豐富的群集動(dòng)力學(xué)行為（如編隊(duì)、目標(biāo)跟蹤、同步等），從而實(shí)現(xiàn)一些單個(gè)智能體無法完成的復(fù)雜任務(wù)。本文對(duì)實(shí)際多智能體系統(tǒng)（如網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人系統(tǒng)）的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，采用歐拉拉格朗日方程來描述網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)行為，研究其在運(yùn)動(dòng)學(xué)異質(zhì)、參數(shù)不確定與外界擾動(dòng)等情況

2、下的協(xié)調(diào)控制問題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)編隊(duì)控制中多智能體系統(tǒng)隊(duì)形變化的實(shí)際需求，基于非連續(xù)的分布式估計(jì)器，提出解耦逆動(dòng)力學(xué)控制算法，研究連通的通信拓?fù)湎露嘀悄荏w系統(tǒng)的時(shí)變編隊(duì)跟蹤問題，給出了系統(tǒng)編隊(duì)跟蹤誤差漸近穩(wěn)定的充分條件。與傳統(tǒng)的固定編隊(duì)算法不同，所給算法能夠使多智能體系統(tǒng)的隊(duì)形實(shí)時(shí)切換，從而適應(yīng)更為復(fù)雜的外部環(huán)境。⑵針對(duì)具有運(yùn)動(dòng)學(xué)異質(zhì)的多智能體系統(tǒng)，考慮參數(shù)不確定和外界擾動(dòng)，提出基于分布式狀態(tài)估計(jì)器的自適應(yīng)滑?？?/p>

3、制算法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于時(shí)變目標(biāo)的漸近跟蹤，并給出了跟蹤誤差漸近穩(wěn)定的充分條件。所考慮多智能體系統(tǒng)中同時(shí)具有運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余/非冗余的個(gè)體，對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)控制算法設(shè)計(jì)，可以在降低系統(tǒng)硬件成本的同時(shí)，提高系統(tǒng)的作業(yè)性能。⑶針對(duì)采樣信息交互下多智能體系統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤問題，考慮外界擾動(dòng)，提出基于分布式脈沖估計(jì)器的類PD控制算法，分析得到系統(tǒng)跟蹤誤差實(shí)用穩(wěn)定的充分條件以及跟蹤誤差穩(wěn)定域與控制參數(shù)之間的定量關(guān)系。與連續(xù)信息交互（連續(xù)通信）不同，采用采樣信息交互

4、，能夠減少通信系統(tǒng)的構(gòu)建與維護(hù)代價(jià)。⑷針對(duì)異質(zhì)多智能體系統(tǒng)任務(wù)空間的位置同步問題，考慮外界擾動(dòng)，提出不依賴系統(tǒng)模型的分布式積分型滑模控制算法，得到系統(tǒng)任務(wù)空間中同步誤差實(shí)用穩(wěn)定的充分條件。所給算法基于同步耦合矩陣，不依賴于系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。⑸針對(duì)多智能體系統(tǒng)的定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)跟蹤問題，在不依賴速度測(cè)量的情況下，提出基于速度估計(jì)和分布式狀態(tài)估計(jì)的解耦控制算法，基于拉瑟爾不變集原理，分析得到多智能體系統(tǒng)跟蹤誤差漸近穩(wěn)定的充分條件。所給算法不依賴于