多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性控制問題研究.pdf

1、一致性和協(xié)同控制問題已有悠久的研究歷史，最早可以追述到上個(gè)世紀(jì)60年代 DeGroot在管理科學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)中的研究。與此同時(shí)，目前對(duì)它的研究在許多不同的領(lǐng)域和學(xué)科也有廣闊的應(yīng)用前景，諸如控制理論、多傳感器系統(tǒng)、分布式計(jì)算、管理科學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)、雷達(dá)跟蹤、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、聚集理論、太空會(huì)合、傳感器融合、擁塞控制、智能電網(wǎng)、編隊(duì)控制以及基于一致性的可信度傳遞等等。
　　近年來，多智能體網(wǎng)絡(luò)的控制問題引起了不同領(lǐng)域的研究者們的廣泛關(guān)注。通常，多智能

2、體網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)中無數(shù)個(gè)相互交互的智能體組成的計(jì)算化網(wǎng)絡(luò)。多智能體網(wǎng)絡(luò)的思想可以用來解決獨(dú)立智能體系統(tǒng)非常難以完成，甚至不可能完成的難題。本博士論文主要致力于研究分析多智能體網(wǎng)絡(luò)在不同情況下的一致性機(jī)制設(shè)計(jì)問題，主要工作如下所述：
　?、傺芯吭谟邢迶?shù)字通信信道下具有時(shí)變拓?fù)涞亩嘀悄荏w網(wǎng)絡(luò)的事件觸發(fā)一致性問題。設(shè)計(jì)了一種新型的無縫結(jié)合量化方案和事件觸發(fā)策略的通信框架，其方案顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的通信效率。為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源和減少嵌入在所有智能

3、體中的微處理器的計(jì)算負(fù)荷，提出了一種專門設(shè)計(jì)的分布式事件觸發(fā)策略，有效地解決了時(shí)變拓?fù)涞亩嘀悄荏w網(wǎng)絡(luò)的一致性控制問題。理論上證明了多智能體網(wǎng)絡(luò)的平均一致性是漸近地可達(dá)的，并且所有智能體的狀態(tài)演變良好。給出了一些數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)來說明理論結(jié)果的正確性和所提出協(xié)議的可行性。
　?、谘芯恳话阃?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多智能體網(wǎng)絡(luò)的牽引一致性問題。基于M矩陣的特性，建立了一個(gè)新型的一般拓?fù)涠嘀悄荏w網(wǎng)絡(luò)的一致性協(xié)議。結(jié)果表明，多智能體網(wǎng)絡(luò)的牽引一致性依賴于矩陣

4、特征值的最小實(shí)部，該矩陣是Laplacian和控制增益對(duì)角矩陣的和。進(jìn)一步研究了離散多智能體網(wǎng)絡(luò)，得到了多智能體網(wǎng)絡(luò)最終達(dá)到牽引一致的條件。還研究了不同情況下的牽引機(jī)制，其中包括離散網(wǎng)絡(luò)和連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，給出了數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論結(jié)果的正確性。
　?、垩芯烤哂袝r(shí)滯和隨機(jī)擾動(dòng)的多智能體網(wǎng)絡(luò)的脈沖控制一致性問題?；诖鷶?shù)圖論、Lyapunov穩(wěn)定理論和Halanay不等式理論，設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的基于脈沖控制的多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性控制協(xié)議。同

5、時(shí)也考慮了牽引控制思想、內(nèi)部時(shí)滯和傳輸時(shí)滯，因此該一致性協(xié)議更能適應(yīng)實(shí)際的多智能體網(wǎng)絡(luò)。證明了所設(shè)計(jì)的機(jī)制能讓帶有時(shí)滯和隨機(jī)擾動(dòng)的多智能體網(wǎng)絡(luò)最終趨于一致，給出了數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論結(jié)果的正確性和有效性。
　?、苎芯烤哂袝r(shí)變時(shí)滯的多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性問題，提出了一種新穎的間歇性脈沖機(jī)制來使多智能體網(wǎng)絡(luò)最終達(dá)到一致性。該一致性機(jī)制的間歇性脈沖控制可以突破一般脈沖控制中脈沖間隔的上限，從而替代了一直不間斷的觸發(fā)。將間歇性脈沖控制機(jī)制