几类多智能体系统的协同控制研究

发布时间：2017-09-21 11:17

  本文关键词：几类多智能体系统的协同控制研究

  更多相关文章： 多智能体系统 二阶一致性 有向生成树 间歇通讯 参数不确定性

【摘要】：近年来,由于多智能体系统在社会、工业和国防等领域具有十分广泛的应用前景,包括传感网络、无人机编队系统、多机器人合作系统、生物网络、卫星姿态控制系统等,引起大量来自数学,自动控制,计算机,物理,生物等领域的科研人员的广泛关注。作为一门新兴的交叉学科,多智能体系统涉及到多个学科领域,内容十分丰富。本文主要侧重于研究几类具体的多智能体系统的协同控制问题。作为多智能体系统分布式协同控制领域的基本问题,一致性问题一直是科研工作者们所关注的热点问题。所谓系统的一致性,其实就是随着时间的推移,系统中所有的智能体通过信息交互,调整自身状态,最终趋于一致的过程。在实际生产中,都会存在一些外部因素的干扰,导致系统中存在一些阻尼和不确定。基于上述问题,本文考虑了一类具有速度和位置衰减项的二阶多智能体系统,通过利用矩阵特征根分析法和李雅普诺夫稳定性理论,设计出对应的控制器,并给出了一个保证系统达到一致性的充分必要条件。在实际中,这些状态可以是位置、速度、温度或者其它物理量。在多智能体系统中,智能体的状态信息有时无法直接测量获得,因此需要借助观测器对智能体的状态进行观测反馈,从而利用获得的反馈信息实现对系统的控制。在实际操作中,节点之间信息的交互必然存在很多限制因素,例如通信设备的损坏,通信通道的不稳定等其它通信问题,很多情况下,节点之间的信息交互往往只能在一些离散的时间段上进行,而并不是一个连续的过程。因此,对于具有间歇通信拓扑结构的多智能体系统的研究就具有十分重要的意义。基于上述问题,本文研究了具有参数不确定项和间歇通讯的多智能体系统的协同控制问题。本文的主要工作如下：第一章对多智能体系统的研究背景和目前的研究进展进行了简要介绍,并且概述了协同控制问题的研究意义,为后面介绍本文的主要结论奠定了基础。第二章介绍了本文主要用到的理论研究工具,包括图论、矩阵论和稳定性理论,为本文后面的主要内容做好基础知识的铺垫。第三章研究了一类具有一般结构的二阶多智能体系统的一致性问题。相比于现有的研究结果,本章研究的二阶多智能体系统增加了位置和速度的线性衰减项,从而使得问题更加一般化。通过利用矩阵特征根分析法和李雅普诺夫稳定性方法,给出了系统达到二阶一致性的充分必要条件,最后通过仿真实例验证了理论结果的正确性。与之前的研究结果相比,本章所研究的系统更加贴近实际情况,并且在现实生产生活中的应用更加广泛。第四章讨论的对象是一个具有不连续观测和时变参数不确定项的线性多智能体系统,并且该多智能体系统的拓扑结构是无向的。为了使该系统最终能够达到镇定,本章设计了一个仅用到输出状态信息的分布式控制协议,并且给出了构造该协议的算法。通过利用切换系统理论、图论、矩阵分析和李雅普诺夫方法等理论工具,本章给出了一个保证系统能够达到镇定的充分条件,并且通过数值仿真验证了理论结果的正确性。本章最突出的贡献在于将间歇控制和时变的参数不确定性进行了结合讨论,从而更加贴近现实情况,具有十分重要的现实意义。第五章对本文内容进行了总结,并且提出了对未来研究工作的展望。
【关键词】：多智能体系统 二阶一致性 有向生成树 间歇通讯 参数不确定性
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18;TP13
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外的研究现状10-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第二章 预备知识13-17
• 2.1 代数图论13
• 2.2 矩阵论13-15
• 2.3 Lyapunov稳定性理论15-17
• 第三章 一类具有一般结构的二阶多智能体系统一致性协议设计17-27
• 3.1 引言17
• 3.2 问题描述17-19
• 3.3 主要结果19-22
• 3.4 数值仿真22-26
• 3.5 本章小结26-27
• 第四章 具有间歇通讯和参数不确定性的线性多智能体系统的分布式鲁棒控制27-42
• 4.1 引言27
• 4.2 问题描述27-30
• 4.3 主要结果30-37
• 4.4 数值仿真37-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第五章 总结和展望42-44
• 参考文献44-47
• 致谢47-48
• 附录48

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何涛;白振兴;;多智能体系统设计的关键技术研究[J];现代电子技术;2006年14期

2 寇凤梅;崔剑波;张晶晶;;基于结构优化的节能型多智能体系统[J];甘肃科学学报;2008年04期

3 ;第5届全国多智能体系统与控制会议通知[J];智能系统学报;2009年02期

4 洪奕光;翟超;;多智能体系统动态协调与分布式控制设计[J];控制理论与应用;2011年10期

5 陈小平;徐红兵;李彤;;多智能体系统旋转一致控制[J];宇航学报;2011年12期

6 肖丽;包骏杰;;基于局部交互协议的二阶离散多智能体系统一致性[J];重庆教育学院学报;2012年03期

7 刘金琨,王树青;复杂实时动态环境下的多智能体系统[J];控制与决策;1998年S1期

8 杨飞飞;;二阶多智能体系统快速一致性分析[J];今日科苑;2011年03期

9 胡志刚,刘欧,钟掘;一个多智能体系统平台的构造[J];计算机工程;2000年11期

10 薛宏涛,沈林成,朱华勇,常文森;基于协进化的多智能体系统仿真框架及其面向对象设计与实现[J];机器人;2001年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨熙;王金枝;;多智能体系统一致性的鲁棒性分析[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

2 张亚;田玉平;;离散时间多智能体系统一致的权重条件[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

3 张文广;郭振凯;;一类高阶多智能体系统的一致控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

4 肖晴;许维胜;吴启迪;;多智能体系统用于企业集成[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年

5 杨熙;王金枝;;Leader-Follower结构下多智能体系统一致性的鲁棒性能分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

6 刘华罡;方浩;毛昱天;曹虎;贾睿;;多智能体系统分布式群集运动与避障控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

7 贺晨龙;黄丽湘;张继业;;多车辆编队协作控制[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

8 薛栋;姚静;余有灵;胡俊杰;;具有切换拓扑和非线性环节的关联多智能体系统一致性分析[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

9 杨洪勇;路兰;李晓;;时延多智能体系统的群集运动[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

10 李韬;张纪峰;;一类多智能体系统的渐近最优分散控制[A];第25届中国控制会议论文集（上册）[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王振华;具有通信时滞的线性多智能体系统的趋同[D];山东大学;2015年

2 郑宝杰;多智能体系统若干包含控制问题研究[D];郑州大学;2015年

3 张方方;多智能体系统分布式优化控制[D];山东大学;2015年

4 龙晓军;多智能体系统的有限时间一致性跟踪[D];大连海事大学;2015年

5 杨新荣;广义多智能体系统的一致性问题研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 夏红;多智能体系统群一致性与编队控制研究[D];电子科技大学;2014年

7 李金沙;多智能体系统一致性学习协议的设计与分析[D];西安电子科技大学;2015年

8 黄捷;高阶非线性多智能体系统一致性控制研究[D];北京理工大学;2015年

9 杨大鹏;多智能体系统的事件驱动一致性控制与多Lagrangian系统的分布式协同[D];北京理工大学;2015年

10 范铭灿;多智能体系统的一致性及编队控制研究[D];华中科技大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孟亚伟;一类具有时滞和领导者的二阶多智能体系统的一致性[D];重庆师范大学;2013年

2 刘孝琪;多智能体系统一致性及其在蜂拥控制中的应用研究[D];电子科技大学;2013年

3 王琛阳;带领导者的多智能体系统一致性问题研究[D];河北大学;2015年

4 陈小龙;基于量化信息的多智能体系统状态估计[D];西南交通大学;2015年

5 王航飞;基于事件驱动的多智能体系统的环形编队控制研究[D];华北电力大学;2015年

6 陈文秀;离散时间广义多智能体系统的容许一致性[D];温州大学;2015年

7 张文涛;多智能体系统分布式协调控制的相关问题研究[D];浙江师范大学;2015年

8 曹伟俊;带有扰动的多智能体系统的一致性研究[D];北京化工大学;2015年

9 成照萌;多智能体系统的模型预测控制[D];华中科技大学;2015年

10 张贺;基于随机影响的多智能体系统的一致性与同步[D];重庆理工大学;2015年

，

本文编号：894216