二阶多智能体系统的有限时间一致性

发布时间：2021-01-20 19:28

　　多智能体系统是通过智能体之间的局部协调和合作来完成工作的。与传统的控制系统相比较,多智能体系统可以降低任务的复杂性并且具有灵活性高和可靠性强等优点。一致性问题是多智能体系统研究的基础,其中,提高一致性的收敛速率是众多学者的研究重点。多智能体的有限时间一致性是指在合适的控制协议下,所有的智能体能根据局部信息调整自身状态,使状态在有限时间内获得相同的值。因此,本文围绕二阶多智能体系统有限时间控制问题来进行研究,主要内容如下:1.研究了有向拓扑结构下,二阶非线性多智能体系统实现有限时间滞后一致的问题。滞后一致性是指为了避免拥塞,跟随者以一定的时间差跟随领导者的状态轨迹。针对系统无扰动和含有扰动的情况下,分别给出了含有有限时间控制项的算法,并通过Lyapunov理论获得能实现有限时间滞后一致的条件。最后通过数值仿真验证了算法的有效性。2.针对控制输入受限的情况下,考虑二阶多智能体系统在无向拓扑结构下的有限时间一致性控制问题。首先考虑在耦合系数为固定值的情况下,系统实现有限时间一致的情况,提出了有限时间控制算法,基于齐次系统的有限时间理论证明了算法的有效性;其次,针对分布式控制协议中存在未知耦合... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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左图为数千飞鸟集体迁徙，在空中排击，同时也可以在寒冷的夜里互相保暖；右

天津大学硕士学位论文2统的协调控制。基于协调控制的多智能体系统可以降低成本，减少危险性，提高完成度，因此，多智能体系统正在逐步取代人工操作，已经被应用在很多的工业工程中，例如交通控制[6]、医疗诊断[7]、环境监测[8]、军事防卫[8]等。图1-2由人的行为抽象成一个智能体的模型多智能体系统的控制方法目前主要分为集中式控制[10]、分散式控制[11]和分布式控制[12]。其中，分布式系统具有其他控制系统所不具有的优点：（1）高效性，各个智能体之间通过互相通信并行处理任务，从而缩短工作时间，提高效率；（2）可靠性，智能体可以通过信息交流及融合，感知整体环境并做出更好的反应；（3）灵活性，系统可以通过信息交互进行重构或者扩展，并且容易维护；（4）系统性，智能体通过交互形成一个大规模的自组织系统，具有较强的鲁棒性和可靠性。这些优点使得分布式控制系统得到了迅速发展，成为了当今多智能体系统协调控制的主流方式。在多智能体系统的分布式协同控制中，每个系统都具有自身的状态变量和动态特性，在面对各种不可预知的环境变化时，如何设计分布式控制协议来保证系统的状态变量达到一致或者同步，即一致性问题或者同步问题[13-15]，是网络化多智能体动态系统中的研究重点。在实际应用中，系统的状态可以是车辆的朝向或者位置[16]、传感器网络中传感器读数的估计[17]、震荡的频率[18]或者每个智能体的决策等。1.2多智能体一致性的研究现状1.2.1多智能体一致性一致性问题的研究起源于管理科学和统计学领域，于20世纪60年代DeGroot首次提出了统计一致性理论[19]。二十年以后，随着分布式系统的广泛应用，一致

第2章基本理论11,,ijjijijaijlaij==(2-3)从表达式可以看出，矩阵L所有行元素的和等于零。特别地，若拓扑图为无向图，则图的邻接矩阵A，L和D都是对称矩阵。下面举例说明各个矩阵以及它们之间的关系：图2-1有向图G图2-2有向图G的生成树图2-1给出了有向图G的拓扑结构图。图2-2中黑色粗线连接的拓扑图为图2-1中有向图G的生成树，其根节点为节点1。有向图G是强连通的，因为图中的任意两点都存在路径。假设图中的所有边的权重都为1，那么，由图2-1可以得到邻接矩阵和对角度矩阵分别为：001000100000100001020000110000002000,010001000100001000000010000110000002AD==(2-4)

【参考文献】：
期刊论文
[1]领导-跟随多智能体系统的滞后一致性[J]. 谢媛艳,王毅,马忠军.  物理学报. 2014(04)
[2]基于Recognition-Primed Decision模型的多智能体作战仿真（英文）[J]. 孟庆操,赵晓哲,姜伟.  系统仿真学报. 2011(02)
[3]基于多智能体技术的城市智能交通控制系统[J]. 欧海涛,张卫东,张文渊,许晓鸣.  电子学报. 2000(12)



本文编号：2989643