符号有向图下一类多智能体网络系统的能控性与最优拓扑结构

发布时间：2023-03-11 06:25

　　随着现实生活中各类在线系统的规模愈发庞大,复杂度不断攀升,目标任务多元化的特征逐渐明朗,分布式多智能体网络系统开始广泛的普及并成为时下科技发展趋势的主流选择,现代网络控制领域的相关技术在工程应用中蓬勃发展。特别地,能控性方法是决定分布式多智能体网络系统能否顺利落地工程应用的关键技术。针对如何改善工艺流程以进一步降低工业生产中的能量成本问题,最优拓扑结构的讨论是其尤为重要的方向。因此,本文致力于解决符号有向图下一类多智能体网络系统的能控性代数判定问题,以及给定系统成本函数时求解拓扑图对应的最优化结构问题。在系统的能控性部分,本文利用线性变换不改变多智能体网络系统能控性的特点,将系统的拉普拉斯矩阵转换为约旦标准型矩阵讨论。对于能控性等价的约旦标准型矩阵,分别定义约旦块能控,最小外部输入数数目的概念。基于固定的最小外部耦合输入,讨论系统能控性对拓扑通讯方式的约束性需求。基于固定的拓扑结构,考察外部耦合输入数目对系统能控性的影响问题。结论指出完美能控的实现,是智能体间存在更加复杂拓扑规则约束的表现。此外,本文将完美能控性问题推广到更具有一般性的多外部输入情形,并将其定义为一般性完美能控问题。在...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 分布式多智能体网络系统的研究背景与意义
    1.2 分布式多智能体网络系统的研究现状
        1.2.1 能控性问题
        1.2.2 一致性问题与最优拓扑结构
    1.3 论文的主要内容
    1.4 论文的结构
    1.5 符号定义
第二章 理论基础及相关方法
    2.1 图论及矩阵论基础
    2.2 能控性问题
    2.3 一致性问题
        2.3.1 一阶系统的协议
        2.3.2 二阶系统的协议
        2.3.3 一致性相关引理
    2.4 LQR理论
    2.5 本章小结
第三章 有向图下一类多智能体系统的能控性
    3.1 问题描述与研究模型
    3.2 约旦块能控
        3.2.1 约旦块能控的定义
        3.2.2 最小外部输入数目的确定
    3.3 系统能控的代数条件
        3.3.1 最小外部输入数目下系统能控的代数条件
        3.3.2 完美能控的代数条件
        3.3.3 一般性完美能控的代数条件
    3.4 仿真与算例
        3.4.1 系统的能控性代数条件的验证
        3.4.2 完美能控系统的验证
    3.5 本章小结
第四章 基于LQR的一类混合加权多智能体系统的最优拓扑结构
    4.1 一阶混合加权系统的最优拓扑结构
        4.1.1 单领导者情形
        4.1.2 多领导者情形
    4.2 二阶混合加权系统的最优拓扑结构
        4.2.1 单领导者情形
        4.2.2 多领导者情形
    4.3 符号图下基于LQR的一般线性多智能体系统的最优拓扑
        4.3.1 系统分析
        4.3.2 最优拓扑结构的形式
    4.4 仿真与算例
        4.4.1 一阶多智能体网络系统仿真验证
        4.4.2 二阶多智能体网络系统仿真验证
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3759368