多自主体系统若干协调控制问题研究
本文关键词：多自主体系统若干协调控制问题研究 出处：《郑州大学》2017年博士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：近年来,多自主体系统的协调控制问题引起了广泛的研究兴趣。用分布式策略研究多自主体系统已有重大进展,分布式是指每个多自主体仅利用自己和邻居的局部信息去完成整体的控制目标。在多自主体系统的研究中,一致性问题是最基本的问题。在一类多自主体系统里,可能存在一个或多个领导,当系统里面存在一个领导的时候,一致性问题就变为领导 跟随一致性问题或者为跟踪问题,当多自主体系统含有多个领导时,一致性问题变为包含控制问题。在另一类多自主体系统中,该系统由多个子系统和一个外部系统构成,每个子系统可设计分布式控制律使闭环系统渐近稳定,保证每个子系统的输出能渐近的跟踪到外部系统的轨迹或者渐近的抑制外界未知的干扰,其中每个子系统的追踪信号或扰动信号都由同一个外部系统产生,这类问题称为多自主体系统的输出调节问题。本文借助切换系统理论和Lyapunov函数研究了多自主体系统的一致性问题,领导 跟随一致性问题和输出调节问题。本文的主要工作如下:对于具有联合连通拓扑的多自主体系统,第二章研究了一类完全分布式领导 跟随一致性问题。研究的联合连通拓扑不要求在每个时间子区间上拓扑图是连通的,只需在时间区间上拓扑图的并是连通的,其中时间区间长度是有上下界的。自主体系统动力学方程分为线性和非线性两种情况。基于共同Lyapunov函数分别设计了分布式线性和非线性自适应控制协议,给出了线性和非线性多自主体系统完成领导 跟随一致性的充分条件。第三章研究了一类间歇通信拓扑下一般线性多自主体系统利用二阶邻居信息的一致性问题。对一致性的加速收敛问题的已有一些工作,但这些工作假定通信是连续的。与以前工作不同,本章给出了间歇通信下用二阶邻居的信息使系统加速收敛的充分条件。由于网络中信息的传输存在时间滞后,因此设计了在时滞和间歇通信拓扑下用二阶邻居信息的一致性协议。在拓扑图是连通的且是间歇通信的假定条件下,证明了只要连通率足够大时,系统可实现一致性。另外也给出了只用邻居信息的一般线性多自主体系统在时滞和间歇通信下实现一致性的条件。第四章研究了间歇通信拓扑下一般线性多自主体系统的合作输出调节问题。间歇通信拓扑不同于联合连通拓扑,间歇通信拓扑对时间区间的长度的上界没有限制。在网络中并不是所有自主体都可以直接得到外部系统的信息并且网络通信可能是间歇的,因此需要所有自主体对外部系统状态进行间歇的估计,之后证明了间歇估计的状态能渐近收敛到外部系统的状态。为了解决多自主系统的合作输出调节问题,先给出了一个切换系统的输出调节引理。依据引理,得到了系统分别依据状态反馈和输出反馈实现合作输出调节的充分条件。第五章研究了间歇通信拓扑下有输入时滞的多自主体系统的合作输出调节问题。先对外部系统状态进行间歇估计,但对每个子系统来说自身状态信息和外部系统状态估计信息传到控制器时存在时间滞后。基于切换系统理论和Lyapunov-Razumikhin定理,给出了线性多自主体系统实现输出调节的充分条件。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP13
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，本文编号：1336084
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