一类异构线性多智能体系统的包含控制问题研究

发布时间：2020-10-19 20:17

　　 随着现代科技的不断进步,在很多的实际应用中,传统的单节点控制形式受到了不少的限制,因此对于多智能体系统的研究吸引了越来越多学者们的关注。有许多的多智能体系统的协同控制问题,其中包括一致性、群集、编队等。仅仅考虑系统属性方面,多系统与单系统之间最本质的区别在于多个系统的信息能够通过网络进行相互传递与共享。而考虑到信息的追踪问题,多智能体系统又衍生出了领导-跟随问题,在军事中的导弹制导,卫星定位以及无人机的编队飞行等问题中都有很多应用。而领导-跟随问题又可以分为单领导者与多领导者两种,其中多智能体的多领导者问题(包含控制问题)将会成为本文主要研究内容。本文将基于多智能体系统的包含控制方法,考虑外部干扰,对带有自适应观测器的连续时间包含控制,基于内模补偿器及自适应观测器的线性离散时间包含控制,以及基于事件触发的包含控制进行了研究。论文针对带有外部干扰的异构多智能体系统,首先通过引入自适应分布式观测器来研究其包含控制问题。文中首先提出一个包含控制误差公式,来确保所有跟随者的输出都收敛到由领导者的参考输出所生成的凸包内部。通过利用自适应分布式观测器,来估计领导者系统的矩阵信息和凸包状态。此外,本文中提出了一个新的全局调节方程来抑制外部干扰。最终,通过动态输出反馈的方法,解决了多智能体系统包含控制的问题。接下来针对线性离散时间多智能体系统,提出了一个分布式观测器来解决协同鲁棒包含控制问题。首先提出一个包含误差,来表明所有追随者状态信息都将收敛于由领导者的状态信息所形成的凸包内部。然后设计了两种补偿器,一种是用来估计凸包信息的分布式补偿器,另一种是用来处理系统动态结构中不确定问题的内模补偿器。此外,对于线性离散时间多智能体系统,基于之前所提到的两种补偿器,文中最终将设计一个分布式输出反馈控制器来解决包含控制问题。结合上述一类问题,考虑到实际工程当中对资源的节约,论文针对多智能体系统的协同鲁棒包含控制问题,提出了一种事件触发设计方法。考虑多智能体系统的异构特性,每个跟随者都由一个受到外界干扰的高阶积分器组成。本文提出一个包含误差,来确保所有跟随者的输出收敛到领导者输出所形成的凸包内。基于邻接智能体的状态信息,在跟随者之间的非定向交流拓扑连通的情况下,设计了一个分布式包含控制补偿器。此外,通过一种分布式动态输出反馈的方法,解决了多智能体系统的分布式事件触发包含控制问题。
【学位单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP13;TP18
【部分图文】：

１．２多智能体系统的协同控制??人们在研究社会群体的智能行为中发现，大部分动物活动都涉及到同类之间的相互合??作，制约等，形成一个群体。如图１－１所示的成群的小蚂蚁，在搬运食物的时候，会有成??１??

??卫星定位（图１－５）等问题都有很多应用。在文献［４５］中，作者在有向拓扑结构中考虑了追??踪问题，由于在协同控制的时候，节点之间信息传递以及节点本身的信息处理中会经常出??现时滞，这种时滞是不可避免的，在该文献中，领导者智能体的状态信息也不能直接获得，??并且节点之间具有耦合时滞，这就使得处理的问题变得复杂。在领导者智能体状态不可测??的时候，只给出了追踪问题的充分条件，进而又研究了领导者智能体状态可测的情况，给??出了充要条件。文献［４６］在切换交互式拓扑的情况下研宄了二阶多智能体的领导－跟随问??题，网络中每个智能体的速度数据不能够实时地被检测出来，由于在整个网络系统中，每??个智能体的行为都不是孤立的，经常会接收到其邻居节点的信息或者受到邻居节点的干??扰，因此，基于整个拓扑结构，考虑了智能体之间的信息通道，设计了一个分布式观测器，??最后应用李雅普诺夫泛函

／＝１?／＝１??凸包是研究包含控制问题的基础（见图１－６）。??包含控制在实际中也具有广泛地应用，例如在进行军事演习中，假设每个坦克保护的??区域是一定的，为了确保部队行进的区域是安全的，那么需要坦克编队形成一个凸包结构，??７??
【参考文献】

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2 包为民;;航天飞行器控制技术研究现状与发展趋势[J];自动化学报;2013年06期

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本文编号：2847680