多智能體系統(tǒng)的一致性分析與控制.pdf

1、多智能體系統(tǒng)是指包含大量具有動(dòng)態(tài)演化特征的個(gè)體以及個(gè)體之間的局部協(xié)作和相互作用的系統(tǒng)，是一類(lèi)典型的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。一致性問(wèn)題是多智能體系統(tǒng)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行深入研究，一方面能夠?yàn)樽匀缓蜕鐣?huì)中出現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象提供合理的理論解釋?zhuān)硪环矫嬗挚蔀槎鄼C(jī)器人系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和人造衛(wèi)星簇等領(lǐng)域的新技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供重要的理論指導(dǎo)。
　　本文研究在連續(xù)時(shí)間意義下多智能體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題，主要內(nèi)容包括以下三個(gè)部分:
　　1、多智能體系

2、統(tǒng)的群一致性?？紤]個(gè)體模型為一階的情況，針對(duì)群之間的信息交換不連續(xù)的情形，設(shè)計(jì)了一類(lèi)混雜協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)多智能體系統(tǒng)的群一致性，得到了一系列的充分條件及代數(shù)判據(jù)。進(jìn)一步，考慮到自然界中的很多個(gè)體是可以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用Euler-Lagrange方程來(lái)描述個(gè)體的模型，同時(shí)針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)是未知的情形，為實(shí)現(xiàn)群一致性，設(shè)計(jì)了群協(xié)同協(xié)議和參數(shù)估計(jì)器算法，從而得到了一些充分條件。在此基礎(chǔ)上，考慮到在動(dòng)力系統(tǒng)演化過(guò)程中，個(gè)體間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是變化的，提出了切換拓

3、撲意義下的群一致性問(wèn)題，利用Barbalat-like定理，得到了該問(wèn)題的充分條件。
　　2、二階多智能體系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的一致性。這里的復(fù)雜環(huán)境是指多智能體系統(tǒng)在演化過(guò)程中存在著外部干擾，使得個(gè)體不能得到鄰居的即時(shí)速度信息。文中針對(duì)兩種不同的情況，給出了相應(yīng)的方法來(lái)克服擾動(dòng)帶來(lái)的影響，其一是僅知道干擾是有界的，并在其統(tǒng)計(jì)特征未知的前提下，為實(shí)現(xiàn)一致性，利用干擾的界，對(duì)鄰居的速度設(shè)計(jì)了一類(lèi)分布式的估計(jì)規(guī)則，從而保證整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)

4、一致;其二是在Leader-following的框架下，針對(duì)Leader的速度不可測(cè)，同時(shí)每個(gè)個(gè)體都具有相同的內(nèi)在非線性系統(tǒng)的情況，設(shè)計(jì)了一類(lèi)速度估計(jì)器，使得多智能系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)一致，并且保證速度估計(jì)誤差漸近地趨于0。
　　3、多智能體系統(tǒng)在合作競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)中的一致性。在合作競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)中，邊的權(quán)量為正表示相應(yīng)個(gè)體間的關(guān)系為合作，權(quán)量為負(fù)表示個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。由于存在著競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，多智能體系統(tǒng)一般不能實(shí)現(xiàn)一致性。文中采用了兩種控制手段來(lái)抑

5、制競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的不利影響，其一針對(duì)一階帶有非線性項(xiàng)的個(gè)體模型，首先將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成合作子網(wǎng)和競(jìng)爭(zhēng)子網(wǎng)兩部分，采用時(shí)滯控制方法，將控制加到競(jìng)爭(zhēng)子網(wǎng)上，得到了一系列充分條件及代數(shù)判據(jù)，在此基礎(chǔ)上，將結(jié)論推廣到全競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)上，即所有邊的權(quán)量均為負(fù)，也得到了一些充分條件。其二針對(duì)二階的個(gè)體模型，提出了一類(lèi)時(shí)滯脈沖控制方法，利用脈沖增益矩陣與時(shí)滯量之間的關(guān)系，得到了一致性的充分條件。
　　最后，對(duì)全文研究?jī)?nèi)容進(jìn)行總結(jié)與歸納，同時(shí)結(jié)合文中所存在的問(wèn)題