网络化多智能体系统的事件触发一致性研究
发布时间：2021-06-24 22:21
随着先进控制技术的日益发展,分布式大规模复杂网络的出现和蓬勃发展被广泛应用于各个控制领域,比如无线传感器网络、编队控制、能源系统等。多智能体系统作为复杂网络系统中一种典型系统,由于它在实际中的广泛应用受到越来越多研究者的关注。在多智能体的协同控制中,一致性是其最基本的研究问题,其目标主要是通过设计一个控制器使得智能体之间通过局部的信息交换来实现每个智能体的状态或者输出收敛到一个共同的值。在传统的一致性控制背景下,一致性的获得是通过假设智能体之间存在连续的安全信息交换来实现的。然而,这样的假设在数字执行平台上需要有足够的计算资源和理想通信环境的支持。特别是当智能体本身的内部设备是由电池供电以及通信网络被攻击者攻击时。很显然,由于有限的通信带宽和易受攻击的通信信道使得这一假设在实际应用中很难实现。为了充分利用多智能体系统中的有限的通信网络资源,事件触发控制作为一种有效的控制方法被引入到多智能体系统中研究一致性问题。本论文主要设计事件触发控制策略研究多智能体系统中存在的一系列问题,比如固定/切换通信拓扑、控制器发生故障、通信网络遭受外部攻击等。具体研究内容包括以下四个方面:首先,固定和切换通...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２二种不同的控制策略（集中式、分散式、分布式）??
个智能体都需要全局信息这一苛刻条件所致。??分散／分布式事件触发控制??集中式事件触发控制方法可以达到减少网络通信负载的作用，但是每个智能体??在检测自己的事件触发条件时需要知道整个多智能体系统的全局信息。特别是，如??果一个多智能体系统由非常多的子智能体组成时，每个智能体不仅很难获得全局信??息同时会增加智能体之间的通信负载。为了减少智能体之间的通信负载来达到最优??的控制目的，分散式／分布式事件触发控制方法被提出用来分配网络资源从而达到??节省有限的网络资源的目的，其控制配置如图１．３所示。由于分散式／分布式事件触??发控制的优点从而吸引了大量科研工作者的兴趣，同时从不同的研究角度呈现了非??常有趣的结果。通过分析发现，目前关于多智能体系统事件触发控制协议的设计主??要集中在如下四种类型：基于事件的采样协议、基于模型的事件触发协议、基于采??样数据的事件触发协议、自触发采样协议。下面从这四个方面详细的阐述目前的发??展现状。???？?Ｗ能体ｉ??？代感器ｉ?—｜?????！?触发??执行器ｉ?检测器ｉ??????拧糾器?ｉ?＾?？？￣＊—??邻臓丨Ｌ—ｉａ」??图１．３智能体ｉ的事件触发控制配置??基于事件的采样协议。这种事件触发通信协议是目前己有文献中考虑最多的，??其工作原理如图１．３所示。比如，文献［１Ｑ９１首次将分布式事件触发控制引入多智能??７??
浙江大学博士学位论文?＾???？忾能休ｉ??？传感５Ｒ?ｉ?????｜?ｍｎ＼Ｘｉ?ｉ???Ｊ?１?，?ｌ??■，?－＿??ｉ?负件触发???检测器ｉ?￣￣ｒ—Ｊ￣￣??１?Ｊ???ｉ?＾???图１．４智能体？：基于模型事件触发控制配置??相比较于上问所提到的基于事件的采样协议，基于模型的事件触发控制方法可??以使得智能体之间的通信仅仅发生在事件触发时刻，即连续的通信完全可以避免。??此外，针对一般线性动态的多智能体系统，增益矩阵４由于估计器的引入没有一??定要假设是稳定矩阵。鉴于它的优点，基于模型控制的事件触发控制方法被广泛采??用来设计各种不同的通信协议。通过对目前己有文献的分析，存在两种方法可以处??理基于模型控制的事件触发一致控制问题，即开环估计方法与闭环估计方法。??开环估计方法。此方法主要是通过引入多个估计器使得智能体根据最新触发??时刻的状态信息来估计自己的状态和其邻居的状态。在触发时刻，智能体的真实??状态等价于估计器估计的状态。文献１１５５１等首次采用模型控制的方法设计分散式事??件触发机制来研究一般线性多智能体系统在无向图情形下平均？致性问题。当智??能体的状态是不可测量时，文献１１５６１等通过设计基于观测器输出反馈事件触发通信??协议考虑无领航者多智能体系统平均一致性问题。文献ｌｌ５Ｕ５８］提出分散式事件触发??通信协议研究固定拓扑和切换拓扑情形下一般线性多智能体系统领航者－跟随者一??致性问题。在有向图中，文献［１５９，１６ＱＨ寸论分散式状态反馈控制下多智能体系统事件??触发一致性问题。其中文献１＾１６０〗设计的事件触发条件是基于时间依赖的门
【参考文献】：
期刊论文
[1]Consensus control of stochastic multi-agent systems: a survey[J]. Lifeng MA,Zidong WANG,Qing-Long HAN,Yurong LIU. Science China（Information Sciences）. 2017(12)
[2]Secure Consensus Control for Multi-Agent Systems With Attacks and Communication Delays[J]. Yiming Wu,Xiongxiong He. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(01)
[3]EVENT-TRIGGERED AVERAGE-CONSENSUS OF MULTI-AGENT SYSTEMS WITH WEIGHTED AND DIRECT TOPOLOGY[J]. Zhongxin LIU,Zengqiang CHEN,Zhuzhi YUAN. Journal of Systems Science & Complexity. 2012(05)
[4]New versions of Barbalat’s lemma with applications[J]. Mingzhe HOU 1,Guangren DUAN 1,Mengshu GUO 2 (1.Center for Control Theory and Guidance Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin Heilongjiang 150001,China;2.Department of Mathematics,Harbin Institute of Technology,Harbin Heilongjiang 150001,China). Journal of Control Theory and Applications. 2010(04)
[5]Swarming behavior of multi-agent systems[J]. Hong SHI, Long WANG, Tianguang CHU (Intelligent Control Laboratory, Center of Systems and Control, Department of Mechanics and Engineering Science, Peking University, Beijing 100871,China). Journal of Control Theory and Applications. 2004(04)
本文编号：3247922
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２二种不同的控制策略（集中式、分散式、分布式）??
个智能体都需要全局信息这一苛刻条件所致。??分散／分布式事件触发控制??集中式事件触发控制方法可以达到减少网络通信负载的作用，但是每个智能体??在检测自己的事件触发条件时需要知道整个多智能体系统的全局信息。特别是，如??果一个多智能体系统由非常多的子智能体组成时，每个智能体不仅很难获得全局信??息同时会增加智能体之间的通信负载。为了减少智能体之间的通信负载来达到最优??的控制目的，分散式／分布式事件触发控制方法被提出用来分配网络资源从而达到??节省有限的网络资源的目的，其控制配置如图１．３所示。由于分散式／分布式事件触??发控制的优点从而吸引了大量科研工作者的兴趣，同时从不同的研究角度呈现了非??常有趣的结果。通过分析发现，目前关于多智能体系统事件触发控制协议的设计主??要集中在如下四种类型：基于事件的采样协议、基于模型的事件触发协议、基于采??样数据的事件触发协议、自触发采样协议。下面从这四个方面详细的阐述目前的发??展现状。???？?Ｗ能体ｉ??？代感器ｉ?—｜?????！?触发??执行器ｉ?检测器ｉ??????拧糾器?ｉ?＾?？？￣＊—??邻臓丨Ｌ—ｉａ」??图１．３智能体ｉ的事件触发控制配置??基于事件的采样协议。这种事件触发通信协议是目前己有文献中考虑最多的，??其工作原理如图１．３所示。比如，文献［１Ｑ９１首次将分布式事件触发控制引入多智能??７??
浙江大学博士学位论文?＾???？忾能休ｉ??？传感５Ｒ?ｉ?????｜?ｍｎ＼Ｘｉ?ｉ???Ｊ?１?，?ｌ??■，?－＿??ｉ?负件触发???检测器ｉ?￣￣ｒ—Ｊ￣￣??１?Ｊ???ｉ?＾???图１．４智能体？：基于模型事件触发控制配置??相比较于上问所提到的基于事件的采样协议，基于模型的事件触发控制方法可??以使得智能体之间的通信仅仅发生在事件触发时刻，即连续的通信完全可以避免。??此外，针对一般线性动态的多智能体系统，增益矩阵４由于估计器的引入没有一??定要假设是稳定矩阵。鉴于它的优点，基于模型控制的事件触发控制方法被广泛采??用来设计各种不同的通信协议。通过对目前己有文献的分析，存在两种方法可以处??理基于模型控制的事件触发一致控制问题，即开环估计方法与闭环估计方法。??开环估计方法。此方法主要是通过引入多个估计器使得智能体根据最新触发??时刻的状态信息来估计自己的状态和其邻居的状态。在触发时刻，智能体的真实??状态等价于估计器估计的状态。文献１１５５１等首次采用模型控制的方法设计分散式事??件触发机制来研究一般线性多智能体系统在无向图情形下平均？致性问题。当智??能体的状态是不可测量时，文献１１５６１等通过设计基于观测器输出反馈事件触发通信??协议考虑无领航者多智能体系统平均一致性问题。文献ｌｌ５Ｕ５８］提出分散式事件触发??通信协议研究固定拓扑和切换拓扑情形下一般线性多智能体系统领航者－跟随者一??致性问题。在有向图中，文献［１５９，１６ＱＨ寸论分散式状态反馈控制下多智能体系统事件??触发一致性问题。其中文献１＾１６０〗设计的事件触发条件是基于时间依赖的门
【参考文献】：
期刊论文
[1]Consensus control of stochastic multi-agent systems: a survey[J]. Lifeng MA,Zidong WANG,Qing-Long HAN,Yurong LIU. Science China（Information Sciences）. 2017(12)
[2]Secure Consensus Control for Multi-Agent Systems With Attacks and Communication Delays[J]. Yiming Wu,Xiongxiong He. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(01)
[3]EVENT-TRIGGERED AVERAGE-CONSENSUS OF MULTI-AGENT SYSTEMS WITH WEIGHTED AND DIRECT TOPOLOGY[J]. Zhongxin LIU,Zengqiang CHEN,Zhuzhi YUAN. Journal of Systems Science & Complexity. 2012(05)
[4]New versions of Barbalat’s lemma with applications[J]. Mingzhe HOU 1,Guangren DUAN 1,Mengshu GUO 2 (1.Center for Control Theory and Guidance Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin Heilongjiang 150001,China;2.Department of Mathematics,Harbin Institute of Technology,Harbin Heilongjiang 150001,China). Journal of Control Theory and Applications. 2010(04)
[5]Swarming behavior of multi-agent systems[J]. Hong SHI, Long WANG, Tianguang CHU (Intelligent Control Laboratory, Center of Systems and Control, Department of Mechanics and Engineering Science, Peking University, Beijing 100871,China). Journal of Control Theory and Applications. 2004(04)
本文编号：3247922
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