分数阶时滞多智能体系统一致性研究

发布时间：2020-06-10 18:15

【摘要】：FOSs(Fractional-Order Systems,分数阶系统)是系统动力学模型由分数阶微分方程来表征的系统,它们是传统的整数阶系统的拓展。FOMASs(Fractional-Order Multi-Agent Systems,分数阶多智能体系统)是其中每一个智能体的动力学模型由分数阶微分方程表征或控制协议含有分数阶导数的多智能体系统,它们是传统的整数阶多智能体系统的拓展。FOMASs分布式协调控制是通过智能体之间相互作用来实现单个智能体叠加无法达到的整体功能,是当前多智能体系统分布式协调控制领域的研究热点和前沿。FOMASs的一致性控制问题是FOMASs分布式协调控制中的一个基本问题。本论文针对存在时滞条件下的分数阶多智能体系统一致性控制问题,提出了一种解决分数阶时滞多智能体系统一致性控制问题的有效方法,完善了分数阶时滞多智能体系统一致性控制理论体系。本论文研究的主要内容和贡献如下:针对时滞对分数阶多智能体系统一致性影响,提出了一种解决分数阶时滞多智能体系统一致性控制问题的有效方法,推导出实现具有时滞FOMASs一致性控制的时滞上限。利用拉普拉斯变换工具,将具有时滞的FOMASs模型进行变换,从而将具有时滞FOMASs的一致性控制问题转换成具有时滞FOMASs的稳定性问题,再基于矩阵理论和系统稳定性理论,得到具有时滞的FOMASs实现一致性控制的时滞上限。针对分数阶次对分数阶时滞多智能体系统一致性影响,设计了基于分数阶智能体局部状态信息反馈的分布式一致性控制协议,构建了具有不同阶次(单积分、双积分、多积分)的分数阶时滞多智能体系统动态模型,推导出了具有不同阶次的分数阶时滞多智能体系统实现一致性的条件,解决了具有不同阶次的分数阶时滞多智能体系统一致性控制问题,完善了分数阶时滞多智能体系统一致性控制理论体系。针对无状态导数反馈的单积分和双积分分数阶时滞多智能体系统的一致性问题,在控制协议中引入了状态导数反馈从而提升了无状态导数反馈的单积分和双积分分数阶时滞多智能体系统对于时滞的一致性性能。基于本文关于非均匀时滞的单积分、双积分FOMASs一致性控制的理论成果,推导出具有相对阻尼和非均匀时滞的单积分、双积分FOMASs实现编队控制的时滞上限。首先,设计了基于局部智能体状态信息反馈的分布式编队控制协议;其次,通过变量代换,将具有相对阻尼和非均匀时滞的单积分、双积分FOMASs编队控制问题转化为具有相对阻尼和非均匀时滞的单积分、双积分FOMASs一致性控制问题;最后,利用所获得的具有非均匀时滞的单积分、双积分FOMASs一致性控制的理论成果,得到了具有相对阻尼和非均匀时滞的单积分、双积分FOMASs实现编队控制的时滞上限。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP13
，

本文编号：2706668