基于一致性協議的多智能體系統(tǒng)編隊控制研究.pdf

1、近年來，多智能體系統(tǒng)的協調控制已經受到科學界的廣泛關注，且被應用于衛(wèi)星編隊飛行、無人飛行器協作追蹤、空中交通的管制中。多智能體系統(tǒng)的關鍵問題是如何提出一種基于本地信息的分布式控制策略，以使所有智能體的狀態(tài)信息達到一致，即一致性問題。
　　本文主要研究多智能體系統(tǒng)的二階一致性問題，針對多智能體系統(tǒng)的二階動力學模型，設計合適的一致性協議，使多智能體系統(tǒng)的狀態(tài)收斂到一致，并進行適當的變形，將其應用到多智能體系統(tǒng)的編隊控制中。本文的主要研

2、究工作和成果如下：
　　一、針對多智能體系統(tǒng)的二階動力學模型，在智能體信息采集不存在時延且信息交換拓撲固定的情況下，研究二階一致性問題。引入固定的標準位移跟蹤量，提出一個簡單的二階一致性協議，使每個智能體的狀態(tài)信息漸近收斂到給定的標準跟蹤量，并利用Lyap uno v間接判別法給出多智能體系統(tǒng)二階一致性收斂的參數選擇條件。最后，以4個智能體為例，選取適當的參數進行一致性仿真和編隊控制仿真，驗證我們提出的二階一致性協議的有效性。

3、r>　　二、研究多智能體二階動力系統(tǒng)的二階一致性問題，對一致性協議進行改進，忽略鄰近智能體間速度偏差的相互影響，提出一個簡單的二階一致性協議，使二階動力系統(tǒng)達到一致且一致性協議更簡單。基于代數圖論和矩陣分析原理給出其達到狀態(tài)一致的充分必要條件及充分條件。應用本文提出的基于相對位移偏差和標準速度偏差的二階一致性協議，實現兩個多智能體系統(tǒng)的編隊控制。仿真結果驗證所提的簡單的二階一致性協議是有效的。
　　三、綜合第一研究點和第二研究點，

4、既考慮智能體的實際位移與標準位移之間的偏差，又考慮鄰近智能體間位移的相互影響，提出基于位移差補的二階一致性協議。依然利用矩陣分析和圖論知識來證明所提的基于位移差補的二階一致性是收斂的，給出參數選擇條件。值得注意的是，與第二個研究點相比，矩陣Σ的特征值不存在零特征值(所有特征根都存在負實部)，而在第二個研究點中，矩陣Σ必然存在一個零特征值，因此，基于位移差補的一致性協議是漸進穩(wěn)定的，且收斂速度比基于相對位移偏差和速度偏差的一致性協議快，仿