具有通訊時滯的多智能體系統(tǒng)平均一致性和包含控制.pdf

1、隨著網絡化系統(tǒng)的日益龐大，集中式控制策略的全局信息獲取受到網絡帶寬和計算機處理能力等限制，變得越來越困難。而分布式控制因其具有良好的模塊性、易于擴展性和魯棒性得到重視。由于在軍事和民用方面都有著廣泛的應用，多智能體系統(tǒng)的分布式協(xié)調控制受到廣泛關注。一致性問題是研究多智能體系統(tǒng)協(xié)調控制的基礎性問題、也是研究如何充分發(fā)揮多智能體系統(tǒng)優(yōu)勢的關鍵所在，更是整個系統(tǒng)性能優(yōu)劣的體現(xiàn)。在多智能體系統(tǒng)里面，可能存在一個或者多個領導，當系統(tǒng)含有多個領導時

2、，一致性問題變?yōu)榘刂茊栴}。包含控制問題也是多智能體系統(tǒng)協(xié)調控制中的一個重要的研究課題，在實際生活中有很多潛在的應用。因此，本文不僅對多智能體系統(tǒng)一致性問題進行了研究，對含有多個領導的多智能體系統(tǒng)的包含控制問題也進行了分析。論文主要工作概括如下:
　　研究切換拓撲情況下線性和Lipschitz非線性多智能體系統(tǒng)的平均一致性問題。首先，對于帶有時滯的線性多智能體，設計一種PD類型的一致性算法。通過系統(tǒng)變換，將具有傳輸時滯的多智能體

3、系統(tǒng)一致性控制問題轉換成切換時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析問題。構造包含三重積分項的Lyapunov-Krasovskii函數(shù)，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，得到系統(tǒng)在任意切換拓撲下達到平均一致性的充分條件。進一步地，將所獲得的結果擴展到非線性系統(tǒng)，取得較好的效果。
　　針對高階一般線性動態(tài)的多智能體系統(tǒng)的狀態(tài)不可測問題，提出基于跟隨者觀測器的包含控制協(xié)議，研究其在有向通信拓撲下的協(xié)同包含控制問題。首先，提出一種基于鄰居智能體的相對輸出的跟隨者觀測器設

4、計方法，即只針對跟隨者進行觀測器設計，避免對領導者進行觀測。在這種情況下，因為只需要對跟隨者進行觀測器設計，而不是所有的系統(tǒng)，這就很大程度上降低設計成本。其次，通過進行系統(tǒng)變換，將包含控制問題轉換成自治系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析問題。利用Lyapunov函數(shù)方法，得到能夠使系統(tǒng)達到包含控制的充分條件，同時設計控制器和觀測器參數(shù)，這與控制器和觀測器單獨設計方法相比具有很大的優(yōu)越性。
　　研究帶有時滯的基于跟隨者觀測器設計的多智能體系統(tǒng)的協(xié)同包