具有通讯时滞的多智能体系统平均一致性和包含控制

发布时间：2017-07-19 11:30

  本文关键词：具有通讯时滞的多智能体系统平均一致性和包含控制

  更多相关文章： 多智能体系统 平均一致性 包含控制 时滞

【摘要】：随着网络化系统的日益庞大,集中式控制策略的全局信息获取受到网络带宽和计算机处理能力等限制,变得越来越困难。而分布式控制因其具有良好的模块性、易于扩展性和鲁棒性得到重视。由于在军事和民用方面都有着广泛的应用,多智能体系统的分布式协调控制受到广泛关注。一致性问题是研究多智能体系统协调控制的基础性问题,也是研究如何充分发挥多智能体系统优势的关键所在,更是整个系统性能优劣的体现。在多智能体系统里面,可能存在一个或者多个领导,当系统含有多个领导时,一致性问题变为包含控制问题。包含控制问题也是多智能体系统协调控制中的一个重要的研究课题,在实际生活中有很多潜在的应用。因此,本文不仅对多智能体系统一致性问题进行了研究,对含有多个领导的多智能体系统的包含控制问题也进行了分析。论文主要工作概括如下：研究切换拓扑情况下线性和Lipschitz非线性多智能体系统的平均一致性问题。首先,对于带有时滞的线性多智能体,设计一种PD类型的一致性算法。通过系统变换,将具有传输时滞的多智能体系统一致性控制问题转换成切换时滞系统的稳定性分析问题。构造包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii函数,分析系统的稳定性,得到系统在任意切换拓扑下达到平均一致性的充分条件。进一步地,将所获得的结果扩展到非线性系统,取得较好的效果。针对高阶一般线性动态的多智能体系统的状态不可测问题,提出基于跟随者观测器的包含控制协议,研究其在有向通信拓扑下的协同包含控制问题。首先,提出一种基于邻居智能体的相对输出的跟随者观测器设计方法,即只针对跟随者进行观测器设计,避免对领导者进行观测。在这种情况下,因为只需要对跟随者进行观测器设计,而不是所有的系统,这就很大程度上降低设计成本。其次,通过进行系统变换,将包含控制问题转换成自治系统的稳定性分析问题。利用Lyapunov函数方法,得到能够使系统达到包含控制的充分条件,同时设计控制器和观测器参数,这与控制器和观测器单独设计方法相比具有很大的优越性。研究带有时滞的基于跟随者观测器设计的多智能体系统的协同包含控制问题。在实际应用中,由于智能体移动、通信拥塞或传输距离受限等因素的存在,不得不考虑时滞对系统的影响。为了降低时滞对系统性能的影响,将时滞存在这一实际情况考虑在内,提出带有通信时滞的分布式控制协议。通过一系列的转换,将复杂的包含控制问题转换成时滞系统的稳定性分析。最后,通过构造Lyapunov-Krasovskii函数,建立带时滞的线性多智能体系统在有向拓扑下能够达到包含控制的充分条件。
【关键词】：多智能体系统 平均一致性 包含控制 时滞
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18;TP13
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 多智能体系统协调控制的研究背景和研究意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 平均一致性问题和包含控制问题研究现状12-14
• 1.2.1 平均一致性问题研究现状12-13
• 1.2.2 包含控制问题研究现状13-14
• 1.3 预备知识14-16
• 1.3.1 图的基本概念14-15
• 1.3.2 矩阵理论15-16
• 1.4 论文主要研究内容16-18
• 2 具有通讯时滞的多智能体系统平均一致性控制18-38
• 2.1 线性多智能体的平均一致性18-28
• 2.1.1 问题描述18-20
• 2.1.2 主要结果20-28
• 2.2 非线性多智能体的平均一致性28-33
• 2.2.1 问题描述28
• 2.2.2 主要结果28-33
• 2.3 数值仿真33-36
• 2.4 本章小结36-38
• 3 基于跟随者观测器的多智能体系统包含控制38-51
• 3.1 问题描述38-40
• 3.2 主要结果40-45
• 3.3 数值仿真45-50
• 3.4 本章小结50-51
• 4 具有通讯时滞的多智能体系统包含控制51-60
• 4.1 问题描述51-52
• 4.2 主要结果52-57
• 4.3 数值仿真57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-66
• 附录A 符号与缩写66-68
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况68-70
• 致谢70-71

【参考文献】

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1 王寅秋;伍清河;王W，

本文编号：562697