不确定非线性多智能体系统的协调控制

发布时间：2017-03-20 17:12

  本文关键词：不确定非线性多智能体系统的协调控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,多智能体系统协调控制已经成为控制领域的一个热门研究课题。由于不确定性和非线性广泛存在于实际控制系统中,因此研究不确定非线性多智能体系统的协调控制问题具有重要的实际意义。一致性问题和包含控制问题是多智能体系统协调控制中的两个基本问题。本文研究不确定非线性多智能体系统的一致性控制问题和包含控制问题。主要研究工作包括以下几个方面：第一,研究了匹配不确定非线性多智能体系统的输出反馈一致性控制问题。利用模糊逻辑系统在线逼近系统的未知非线性函数,设计观测器估计系统的不可测状态,并结合图论和矩阵理论进行控制器设计,实现多智能体系统的一致性控制。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了闭环网络系统的稳定性。仿真结果验证了所提一致性控制算法的有效性。第二,研究了非匹配不确定非线性多智能体系统的输出反馈一致性控制问题。利用模糊逻辑系统在线逼近系统的未知非线性函数,设计观测器估计系统的不可测状态。在考虑执行器存在输入饱和的情况下,结合图论和动态面控制技术进行控制器设计,实现多智能体系统的一致性控制。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了闭环网络系统的稳定性。仿真结果表明了所给一致性控制算法的有效性。第三,研究了匹配不确定非线性多智能体系统的包含控制问题。利用模糊逻辑系统在线逼近系统的未知非线性函数,基于图论和矩阵理论,进行控制器设计,实现多智能体系统状态收敛于目标区域。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了闭环网络系统的稳定性。仿真结果验证了所提包含控制算法的有效性。第四,研究了非匹配不确定非线性多智能体系统的包含控制问题。利用模糊逻辑系统在线逼近期望控制律,结合图论和动态面控制技术,进行控制器设计,实现多智能体系统输出收敛于目标区域。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了闭环网络系统的稳定性。仿真结果表明了所给包含控制算法的有效性。第五,在智能体自身发生故障的情况下,研究了匹配不确定非线性多智能体系统的一致性控制问题。利用模糊逻辑系统在线逼近系统的未知非线性函数,设计故障辨识器估计系统的故障,结合图论和矩阵理论,进行控制器设计,实现多智能体系统的一致性控制。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了闭环网络系统的稳定性。仿真结果验证了所提容错控制算法的有效性。第六,在部分执行器发生故障的情况下,研究了非匹配不确定非线性多智能体系统的包含控制问题。结合模糊逼近和动态面控制技术,提出一种基于比例驱动结构的容错控制方案,实现多智能体系统的包含控制；在此基础上,采用指定性能控制技术进行容错控制设计,实现多智能体系统的包含控制且误差面在指定的界内,即：同时保证系统的稳态和暂态性能。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了闭环网络系统的稳定性。仿真结果表明了所给容错控制算法的有效性。
【关键词】：不确定非线性多智能体系统 模糊逻辑系统 动态面控制 一致性控制 包含控制 容错控制 观测器 指定性能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP13
【目录】：

• 创新点摘要5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 多智能体系统协调控制的研究背景及意义12-15
• 1.2 协调控制问题的研究现状15-19
• 1.2.1 一致性控制的研究现状15-16
• 1.2.2 包含控制的研究现状16-18
• 1.2.3 容错协调控制的研究现状18-19
• 1.3 本文的主要工作与内容安排19-22
• 第2章 基础知识22-28
• 2.1 数学基础22-24
• 2.2 图论24-25
• 2.3 模糊逻辑系统25-27
• 2.4 投影算子27-28
• 第3章 不确定非线性多智能体系统的一致性控制28-60
• 3.1 引言28-30
• 3.2 匹配不确定非线性多智能体系统的输出反馈一致性控制30-43
• 3.2.1 问题描述30-31
• 3.2.2 控制器设计31-34
• 3.2.3 稳定性分析34-40
• 3.2.4 仿真验证40-43
• 3.3 非匹配不确定非线性多智能体系统的输出反馈一致性控制43-59
• 3.3.1 问题描述43-44
• 3.3.2 观测器设计44-46
• 3.3.3 控制器设计46-52
• 3.3.4 稳定性分析52-55
• 3.3.5 仿真验证55-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第4章 不确定非线性多智能体系统的包含控制60-86
• 4.1 引言60-61
• 4.2 预备知识61-62
• 4.3 匹配不确定非线性多智能体系统的包含控制62-70
• 4.3.1 问题描述62
• 4.3.2 控制器设计62-64
• 4.3.3 稳定性分析64-67
• 4.3.4 仿真验证67-70
• 4.4 非匹配不确定非线性多智能体系统的包含控制70-85
• 4.4.1 问题描述70-71
• 4.4.2 控制器设计71-78
• 4.4.3 稳定性分析78-82
• 4.4.4 仿真验证82-85
• 4.5 本章小结85-86
• 第5章 不确定非线性多智能体系统的容错控制86-115
• 5.1 引言86-87
• 5.2 匹配不确定非线性多智能体系统的容错一致性控制87-95
• 5.2.1 问题描述87-88
• 5.2.2 容错控制器设计88-89
• 5.2.3 稳定性分析89-92
• 5.2.4 仿真验证92-95
• 5.3 非匹配不确定非线性多智能体系统的容错包含控制95-114
• 5.3.1 问题描述95-97
• 5.3.2 包含容错控制97-104
• 5.3.3 满足指定性能的包含容错控制104-109
• 5.3.4 仿真验证109-114
• 5.4 本章小结114-115
• 结论与展望115-118
• 结论115-116
• 展望116-118
• 参考文献118-129
• 攻读学位期间公开发表论文129-131
• 致谢131-133
• 作者简介133

【参考文献】

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本文编号：258158