网络化多智能体系统编队控制策略设计及实验验证

发布时间：2022-08-09 16:48

　　网络化多智能体系统是指智能体之间通过网络进行通信的多智能体系统。对比传统的控制系统,多智能体系统具有并行处理、容错性好、鲁棒性强等诸多优点。由于该研究在航空航天、海洋测绘等领域的潜在应用价值,网络化多智能体系统成为近几年控制领域研究的前沿和热点。编队控制是指多个智能体构成的系统在运动过程中,在满足一定约束的前提下同时相互之间保持队形的控制问题,它在航天、工业等实际应用中具有广阔的应用前景。因此,对网络化多智能体系统的编队控制问题的研究具有重要的理论价值和现实意义。本文针对网络化多智能体系统的编队控制问题设计了一种涵盖了从单个智能体的控制分配方案到整个系统的协调控制层的完整的编队控制策略。文章主要做了以下四个方面的工作:第一、多智能体系统的成员之间的通信是通过网络完成的,而网络的引入不可避免会给信息交换带来延时、丢包等问题,从而影响整个系统的控制性能。本文针对网络化线性多智能体系统提出了一种新的网络化预测控制方法。对比已有的网络化预测控制算法。该算法具有计算简单、易于实现、对外部扰动具有抗扰性等优点。作者对系统进行了稳定性分析,给出了保证系统稳定的条件。最后作者设计了基于气浮台的仿真、实... 

【文章页数】：187 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 网络化多智能体系统编队控制的研究现状
    1.3 针对线性多智能体系统的网络化预测控制方法及其研究现状
        1.3.1 网络化预测控制方法及其研究现状
        1.3.2 多智能体系统的网络化预测控制方法的研究现状
    1.4 控制分配问题及其研究现状
        1.4.1 具有参数不确定性的被控对象的控制分配算法
        1.4.2 控制分配算法的研究现状
    1.5 协同路径跟踪问题及其研究现状
        1.5.1 协同路径跟踪问题的研究现状
    1.6 基于安卓手机的实验验证平台设计及实现
        1.6.1 利用安卓手机设计控制器的研究现状
    1.7 本文主要工作
第2章 带有通信延时的线性多智能体系统的网络化预测控制算法设计
    2.1 问题描述
    2.2 网络化预测控制算法设计
    2.3 系统编队控制性能和稳定性的理论分析
    2.4 基于气浮台的仿真及实验验证
        2.4.1 基于气浮台的数值仿真
        2.4.2 基于气浮台的实验验证
        2.4.3 实验结果分析
    2.5 本章小结
第3章 具有参数不确定性的非线性系统的自适应控制分配方案设计
    3.1 问题描述
    3.2 基于状态观测器的自适应控制分配策略
    3.3 基于参考模型的自适应控制分配策略
    3.4 基于气浮台的仿真及实验验证
        3.4.1 基于气浮台的数值仿真
        3.4.2 基于气浮台的实验验证
    3.5 本章小结
第4章 网络化非线性多智能体系统的协同路径跟踪控制
    4.1 问题描述
    4.2 网络化预测控制器设计
    4.3 闭环系统控制性能分析
        4.3.1 采用协同控制器类型1 的闭环控制系统性能分析
        4.3.2 采用协同控制器类型2 的闭环控制系统性能分析
    4.4 基于气浮台的仿真及实验验证
        4.4.1 基于气浮台的数值仿真
        4.4.2 基于气浮台的实验验证
    4.5 本章小结
第5章 基于安卓手机的实验验证平台设计与实现
    5.1 控制器总体结构设计
        5.1.1 控制器平台硬件设计
        5.1.2 控制器平台软件设计
    5.2 基于安卓手机的实时控制器的实现
        5.2.1 可视化编程机制的实现
        5.2.2 无线输入输出设备的实现
    5.3 采用基于安卓手机的控制器平台对本文控制算法进行实验验证
        5.3.1 自适应控制分配算法验证实验
        5.3.2 线性多智能体系统编队控制策略验证实验
        5.3.3 非线性多智能体系统编队控制策略验证实验
        5.3.4 安卓手机在其它被控对象上的控制实验
        5.3.5 基于安卓手机的控制器的控制性能分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3672921