通信受限的网络化多智能体的调度及编队控制研究

发布时间：2017-12-22 12:02

  本文关键词：通信受限的网络化多智能体的调度及编队控制研究　出处：《南京理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 多智能体系统 编队控制 资源受限 事件触发机制 避障策略

【摘要】：近年来,随着计算机通信技术、计算机网络技术和自动控制技术的快速发展与相互渗透,多智能体系统(Multi-agent systems,MASs)应运而生。在多智能体系统中,每个个体均具有处理信息及执行控制的能力,但传感和通信能力有限。并且它们无法直接获得所有智能体的全局信息,只能通过自身得到的局部信息在没有集中控制器的条件下调整自身的行为完成协作任务。本文主要针对带宽受限的多智能体系统,研究事件触发的调度策略、避障策略及编队控制策略。首先,针对存在带宽受限的多智能体编队控制问题,本文提出了一种新的事件触发传输机制,该策略能保证在对系统性能影响较小的前提下有效减少触发次数。然后,通过设计一种虚拟领导者的编队控制策略,将二阶多智能体系统编队收敛问题转化为带有时变延时的闭环系统稳定性问题。最后,通过Lyapunov-Krasovskii函数和LMI技术,提出一种可同时得到触发机制和控制器参数的协同设计方法。其次,研究了线性异构多智能体系统的编队输出调节问题。针对有向固定拓扑且存在外部扰动的异构多智能体系统,分别设计了动态输出调节器和基于状态反馈的输出调节器,进一步得到满足H∞性能指标且系统稳定的充分条件,并将其转化为求LMI可行解的问题。针对采用动态输出调节器的多智能体系统,采用一种锥补线性化算法找到该问题的可行解:而针对采用状态反馈的多智能体系统,进一步引入控制器增益的调节范围,使其在该范围内选择控制增益保证编队实现。再次,针对非理想环境下一般线性多智能体系统的编队控制和避障问题,提出了两种基于不同势能函数的最优避障编队策略。在环境中智能体和障碍之间以及智能体与智能体之间可能发生碰撞的情况下,将智能体和障碍同时建模为圆形或矩形,提出了两种新势能函数。为解决智能体与智能体之间的避碰问题,设计了一种自适应检测区域以保证智能体的安全性。然后,通过定义编队误差将该多智能体系统转化为闭环编队误差系统,并定义一种描述编队和避障问题的性能指标。最后,采用逆最优控制法得到最优控制策略,该策略可保证多智能体系统的渐近稳定性及所提性能指标的最优性。最后,针对上述研究方法,利用Matlab仿真软件及LMI工具箱分别对其进行求解和仿真,并验证所提方法的有效性。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP18;TP13

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 Zhaoxia Wang;Minrui Fei;Dajun Du;Min Zheng;;Decentralized Event-Triggered Average Consensus for Multi-Agent Systems in CPSs with Communication Constraints[J];IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica;2015年03期

2 LU Xiao-Qing;WANG Yao-Nan;MAO Jian-Xu;;Nonlinear Control for Multi-agent Formations with Delays in Noisy Environments[J];自动化学报;2014年12期

3 ;Consensus of high-order dynamic multi-agent systems with switching topology and time-varying delays[J];Journal of Control Theory and Applications;2010年01期

4 程代展,陈翰馥;从群集到社会行为控制[J];科技导报;2004年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 纪良浩;多智能体网络的一致性问题研究[D];重庆大学;2014年

，

本文编号：1319435