多智能体系统有限时间一致性问题研究

发布时间：2020-08-31 21:22

　　 近年来,对于多智能体系统的分布式协同控制理论的研究吸引了来自国内外众多专家和学者的关注,不仅由于该理论在无人飞行器、机器人、传感器网络等诸多实际应用领域的广泛应用和发展前景,也因为其具有鲁棒性、经济性和灵活性等许多传统的、集中式的控制方法所不具有的优势。多智能体系统的一致性问题作为该领域的基础问题,旨在利用智能体之间局部信息的交互来实现全局状态的一致。在动态系统中,收敛速度作为评估控制系统性能的重要指标之一,如何使控制系统具有较快的收敛速度在工程应用中有着极大的研究价值,所以对于有限时间多智能体系统的研究逐渐受到人们的重视。本文在现有的研究成果的基础上,研究和解决了有限时间的多智能体系统一致性问题,主要研究工作和内容如下:首先,阐述了多智能体系统的研究现状和基本原理,简要介绍了分析多智能体系统的基础理论和该方向的一些代表性研究成果。其次,在无向通讯网络拓扑的条件下,提出了一种新颖的多智能体系统有限时间一致性跟踪控制算法。对于具有一阶积分动态的系统,该控制协议能够在预定时间内驱动系统内所有跟随者与领导者状态实现一致,并且系统收敛时间并不受到系统初始状态和其他参数的制约。通过严格的理论分析和证明,说明了该控制协议的有效性。接着将该控制策略进一步推广至二阶系统的情况,解决了二阶多智能体系统的有限时间一致性跟踪问题。然后,针对多智能体系统通信网络的拓扑结构是无向、切换的情形,利用符号函数构造法,通过引入线性一致项,设计了一种能够更加快速解决多智能体系统有限时间一致性跟踪问题的控制算法。通过构造李雅普诺夫函数,借助拉萨尔不变集原理和齐次性定理等,给出了系统有限时间收敛的严格理论证明。最后,对上述所提出的控制算法,通过Matlab仿真软件给出了数值仿真,进一步验证了控制协议的有效性。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP18
【部分图文】：

鸟类迁徙

鱼类群集

兽群迁徙

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本文编号：2809338