复杂网络结构下高阶多智能体系统的分析与综合

发布时间：2021-04-21 04:48

　　随着智能微芯片、高效无线通信和能源存储、管理技术的发展,以及复杂多样需求的涌现,分布式自主系统越来越多地受到重视,多智能体系统就是其中之一,其协同一致控制有着广泛的应用,比如多无人机编队巡航。这里的一致控制指的是系统中某个参数,比如速度、位置等,在控制器的作用下随着时间演化到相同的平衡点或者轨迹上。多智能体系统的拓扑结构往往具备复杂的特性,如动态性和层次性。而当多智能体系统由于网络结构特性存在多个分类时,一致控制则引出了聚类一致。R前多智能体系统在具有复杂网络结构特性下的研究结果大多建立在简单动力学模型或者较理想的连通性假设条件下。因此,本文着力于处理复杂条件下一般系统的协同控制问题,包含两个方面:（1）拓扑结构具有多个分类下的群体同步控制;以及（2）拓扑结构具备动态性下的协同控制。本文具体的工作和创新如下:1)宽松动态拓扑条件下高阶多智能体系统同步分析。对于部分耦合的线性多智能体系统,在通信拓扑较为宽松情形下的同步分析尚未建立起有效的分析方案。论文提出一个新颖的“子空间”方法,从分析由拓扑决定的特定子空间的收敛性开始,结合拓扑结构的联合连通特性,构建一个有效的分析框架。该方法从系统动... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：169 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 研究背景和目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 网络具备动态特性F的一致分析
        1.2.2 网络具备分类结构下的-致分析
        1.2.3 异构智能体的同步
    1.3 研究动机与内容
        1.3.1 研究动机
        1.3.2 研宄内容及创新点
    1.4 论文组织结构
第2章 基础知识
    2.1 矩阵理论
    2.2 代数图理论
    2.3 —些结论
第3章 动态拓扑下线性系统同步的充要条件
    3.1 预备知识和问题描述
        3.1.1 系统模型和问题定义
        3.1.2 若干引理
    3.2 —致完全可观理论
    3.3 中立线性系统同步
    3.4 进一步讨论及小结
        3.4.1 不稳定动力学
        3.4.2 状态重构
        3.4.3 本章小结
    3.5 附录
第4章 切换拓扑下线性系统同步的充要条件
    4.1 基础概念和问题描述
        4.1.1 带权无向图
        4.1.2 系统模型和问题陈述
        4.1.3 —些有用的引理
    4.2 分段固定拓扑结构下的同步分析
    4.3 对系统动力学的进一步讨论
    4.4 本章小结
    4.5 附录
第5章 动态拓扑下异构系统的输出包围控制
    5.1 系统模型与问题描述
    5.2 异构线性系统内模原理
    5.3 静态拓扑输出包围控制
    5.4 动态拓扑输出包围控制
    5.5 最优输出包围控制
        5.5.1 最优控制器及其稳定性
        5.5.2 分布式强化学习算法
    5.6 仿真算例
    5.7 附录
        5.7.1 定理5.1证明
        5.7.2 命题5.2证明
        5.7.3 命题5.3证明
    5.8 本章小结
第6章 类间异构线性系统的群体同步
    6.1 系统模型和问题定义
    6.2 有向拓扑下的线性耦合线性系统
    6.3 有向拓扑下线性耦合非线性振子
    6.4 无向拓扑下非线性耦合非线性振子
    6.5 仿真算例
    6.6 本章小结
第7章 一般异构线性系统的群体同步
    7.1 预备知识和问题描述
2增益">        7.1.1 线性系统的L₂增益
        7.1.2 系统模型和问题定义
    7.2 群体同步中内模原理
    7.3 静态拓扑下基于控制器状态的群体同步
    7.4 静态拓扑下基于输出信息的群体同步
    7.5 切换拓扑下基于控制器状态的群体同步
        7.5.1 参考轨迹的群体同步
        7.5.2 输出群体同步
    7.6 仿真算例
    7.7 本章小结
    7.8 附录
        7.8.1 引理7.4证明
        7.8.2 引理7.7证明
第8章 群体一致鲁棒性能分析
    8.1 背景知识及问题描述
2中增益">        8.1.1 控制理论L₂中增益
        8.1.2 若干引理
        8.1.3 问题描述
    8.2 鲁棒性能分析
    8.3 类内耦合强度自适应律
        8.3.1 集中式自适应律
        8.3.2 分布式自适应律
    8.4 仿真算例
        8.4.1 鲁棒群体一致
        8.4.2 集中式自适应算法
        8.4.3 分布式自适应算法
    8.5 本章小结
第9章 总结与展望
    9.1 内容总结
    9.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于事件触发的微电网经济分配一致性算法[J]. 宋超,禹梅,谭文.  中国科学:信息科学. 2018(10)
[2]基于多智能体一致性算法的微电网分布式分层控制策略[J]. 周烨,汪可友,李国杰,韩蓓,刘召杰.  电力系统自动化. 2017(11)
[3]多智能体系统能控性研究进展[J]. 关永强,纪志坚,张霖,王龙.  控制理论与应用. 2015(04)
[4]带时延与丢包的网络化多智能体系统控制器设计[J]. 安宝冉,刘国平.  物理学报. 2014(14)
[5]分布式离散多智能体系统在固定和切换拓扑下的编队控制[J]. 罗小元,李旭,李绍宝,关新平.  控制与决策. 2013(12)
[6]多智能体系统动态协调与分布式控制设计[J]. 洪奕光,翟超.  控制理论与应用. 2011(10)
[7]具有变通信时延的多智能体系统的平均一致性[J]. 孙凤兰,关治洪.  华中科技大学学报(自然科学版). 2011(07)
[8]多智能体沿多条给定路径编队运动的有向协同控制[J]. 陈杨杨,田玉平.  自动化学报. 2009(12)
[9]非平衡拓扑结构的多智能体网络系统一致性协议[J]. 谭拂晓,关新平,刘德荣.  控制理论与应用. 2009(10)

博士论文
[1]不同数据触发机制下的多智能体系统一致性及H∞滤波[D]. 丁磊.大连海事大学 2014



本文编号：3151089