幾類多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制研究.pdf

1、近年來，由于多智能體系統(tǒng)在社會(huì)、工業(yè)和國防等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景，包括傳感網(wǎng)絡(luò)、無人機(jī)編隊(duì)系統(tǒng)、多機(jī)器人合作系統(tǒng)、生物網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)等，引起大量來自數(shù)學(xué)，自動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)，物理，生物等領(lǐng)域的科研人員的廣泛關(guān)注。作為一門新興的交叉學(xué)科，多智能體系統(tǒng)涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容十分豐富。本文主要側(cè)重于研究幾類具體的多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制問題。
　　作為多智能體系統(tǒng)分布式協(xié)同控制領(lǐng)域的基本問題，一致性問題一直是科研工作者們所關(guān)

2、注的熱點(diǎn)問題。所謂系統(tǒng)的一致性，其實(shí)就是隨著時(shí)間的推移，系統(tǒng)中所有的智能體通過信息交互，調(diào)整自身狀態(tài)，最終趨于一致的過程。在實(shí)際生產(chǎn)中，都會(huì)存在一些外部因素的干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)中存在一些阻尼和不確定?；谏鲜鰡栴}，本文考慮了一類具有速度和位置衰減頊的二階多智能體系統(tǒng)，通過利用矩陣特征根分析法和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的控制器，并給出了一個(gè)保證系統(tǒng)達(dá)到一致性的充分必要條件。在實(shí)際中，這些狀態(tài)可以是位置、速度、溫度或者其它物理量。在多智

3、能體系統(tǒng)中，智能體的狀態(tài)信息有時(shí)無法直接測(cè)量獲得，因此需要借助觀測(cè)器對(duì)智能體的狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)反饋，從而利用獲得的反饋信息實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。在實(shí)際操作中，節(jié)點(diǎn)之間信息的交互必然存在很多限制因素，例如通信設(shè)備的損壞，通信通道的不穩(wěn)定等其它通信問題，很多情況下，節(jié)點(diǎn)之間的信息交互往往只能在一些離散的時(shí)間段上進(jìn)行，而并不是一個(gè)連續(xù)的過程。因此，對(duì)于具有間歇通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多智能體系統(tǒng)的研究就具有十分重要的意義。基于上述問題，本文研究了具有參數(shù)不確定

4、項(xiàng)和間歇通訊的多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制問題。
　　本文的主要工作如下:
　　第一章對(duì)多智能體系統(tǒng)的研究背景和目前的研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并且概述了協(xié)同控制問題的研究意義，為后面介紹本文的主要結(jié)論奠定了基礎(chǔ)。
　　第二章介紹了本文主要用到的理論研究工具，包括圖論、矩陣論和穩(wěn)定性理論，為本文后面的主要內(nèi)容做好基礎(chǔ)知識(shí)的鋪墊。
　　第三章研究了一類具有一般結(jié)構(gòu)的二階多智能體系統(tǒng)的一致性問題。相比于現(xiàn)有的研究結(jié)果，本章研

5、究的二階多智能體系統(tǒng)增加了位置和速度的線性衰減項(xiàng)，從而使得問題更加一般化。通過利用矩陣特征根分析法和李雅普諾夫穩(wěn)定性方法，給出了系統(tǒng)達(dá)到二階一致性的充分必要條件，最后通過仿真實(shí)例驗(yàn)證了理論結(jié)果的正確性。與之前的研究結(jié)果相比，本章所研究的系統(tǒng)更加貼近實(shí)際情況，并且在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用更加廣泛。
　　第四章討論的對(duì)象是一個(gè)具有不連續(xù)觀測(cè)和時(shí)變參數(shù)不確定項(xiàng)的線性多智能體系統(tǒng)，并且該多智能體系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無向的。為了使該系統(tǒng)最終能夠達(dá)