具有时滞的多智能体系统包围控制问题研究

发布时间：2017-07-08 10:10

  本文关键词：具有时滞的多智能体系统包围控制问题研究

  更多相关文章： 多智能体系统 包围控制 时滞 分布式控制 环绕控制

【摘要】：近年来,多智能体系统在无人机编队、卫星姿态调整、火灾监控、传感器网络、军事侦查、搜救和救援等领域具有广泛的应用前景,其合作控制问题已成为控制领域的研究热点。研究工作者针对不同任务形式,对智能体之间的信息共享方式,个体动力学等基本科学问题进行了广泛研究。包围控制是多智能体系统研究的基本问题之一,其目标是设计合适的分布式控制律,使得跟随者收敛到领导者所形成的凸包内。本文针对具有时滞的包围控制问题进行研究,主要内容包括:1.在固定有向通信拓扑下,研究了二阶多智能体系统的H?包围控制问题,给出了系统可解的充分性条件。综合考虑了外部干扰信号和时滞的影响,对二阶非线性多智能体系统设计了基于位置和速度反馈的控制算法,以线性矩阵不等式的形式给出了可解H?包围控制问题的充分条件,该算法同样适用于二阶线性智能体系统。此外对于二阶线性多智能体系统,当领导者处于静态时提出了基于领域规则的控制协议。2.研究了含时滞的一般线性多智能体系统包围控制问题。在通信拓扑弱连通条件下,利用李雅普诺夫泛函和线性矩阵不等式方法得到了包围问题可解的充分条件,给出了反馈增益矩阵K的设计方法,并通过数值方法得到了包围控制问题可解的最大时滞。3.在通信拓扑为无向连通图条件下,研究了一类多智能体系统环绕控制问题。首先构造了基于个体的分布式估计器,使所有智能体能在有限时间内就静态目标几何中心达成一致;与此同时,设计了智能体围绕以估计值为中心的圆周均布且做匀速圆周运动的分布式控制协议,获得了系统可解所考虑环绕控制问题的充分性条件,数值仿真结果验证了算法的有效性。
【关键词】：多智能体系统 包围控制 时滞 分布式控制 环绕控制
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 一致性研究现状11-12
• 1.2.2 包围控制研究现状12-14
• 1.3 预备知识14-17
• 1.3.1 图论基础知识14-15
• 1.3.2 H_∞控制理论15-16
• 1.3.3 矩阵的Kronecher积16-17
• 1.4 本文的主要工作及章节安排17-18
• 2 具有时滞的二阶多智能体系统的H_∞包围控制18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 问题描述18-20
• 2.3 包围控制分析20-29
• 2.4 数值仿真示例29-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 一般线性智能体系统在时滞情况下的包围控制35-44
• 3.1 引言35
• 3.2 问题描述35-36
• 3.3 包围控制分析36-41
• 3.3.1 控制协议36-39
• 3.3.2 协议参数设计39-41
• 3.4 仿真分析41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 二阶多智能体系统的群体环绕控制44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 问题描述44-46
• 4.3 群体目标环绕控制46-52
• 4.3.1 群体目标几何中心位置估计47-50
• 4.3.2 环绕控制分析50-52
• 4.4 仿真结果分析52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 5 结论与展望55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 攻读学位期间的研究成果62

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