非線性多智能體系統(tǒng)的協(xié)調控制研究.pdf

1、多智能體系統(tǒng)的協(xié)調控制具有廣闊的應用前景，如多機器人系統(tǒng)的編隊控制、多機械臂的同步控制、無線傳感網絡的動態(tài)配置、多飛行器的自主導航等。對多智能體系統(tǒng)設計其通信機制及分布式控制算法，能使其呈現出豐富的群集動力學行為（如編隊、目標跟蹤、同步等），從而實現一些單個智能體無法完成的復雜任務。本文對實際多智能體系統(tǒng)（如網絡化機器人系統(tǒng)）的動力學特性進行分析，采用歐拉拉格朗日方程來描述網絡的動力學行為，研究其在運動學異質、參數不確定與外界擾動等情況

2、下的協(xié)調控制問題。
　　本研究主要內容包括：⑴針對編隊控制中多智能體系統(tǒng)隊形變化的實際需求，基于非連續(xù)的分布式估計器，提出解耦逆動力學控制算法，研究連通的通信拓撲下多智能體系統(tǒng)的時變編隊跟蹤問題，給出了系統(tǒng)編隊跟蹤誤差漸近穩(wěn)定的充分條件。與傳統(tǒng)的固定編隊算法不同，所給算法能夠使多智能體系統(tǒng)的隊形實時切換，從而適應更為復雜的外部環(huán)境。⑵針對具有運動學異質的多智能體系統(tǒng)，考慮參數不確定和外界擾動，提出基于分布式狀態(tài)估計器的自適應滑?？?/p>

3、制算法，實現系統(tǒng)對于時變目標的漸近跟蹤，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)中同時具有運動學冗余/非冗余的個體，對其進行協(xié)調控制算法設計，可以在降低系統(tǒng)硬件成本的同時，提高系統(tǒng)的作業(yè)性能。⑶針對采樣信息交互下多智能體系統(tǒng)的目標跟蹤問題，考慮外界擾動，提出基于分布式脈沖估計器的類PD控制算法，分析得到系統(tǒng)跟蹤誤差實用穩(wěn)定的充分條件以及跟蹤誤差穩(wěn)定域與控制參數之間的定量關系。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)的構建與維護代價。⑷針對異質多智能體系統(tǒng)任務空間的位置同步問題，考慮外界擾動，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)任務空間中同步誤差實用穩(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)的動力學模型。⑸針對多智能體系統(tǒng)的定點和動點跟蹤問題，在不依賴速度測量的情況下，提出基于速度估計和分布式狀態(tài)估計的解耦控制算法，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