多智能体系统全局分布式最优一致性问题研究

发布时间：2023-10-15 18:28

　　多智能体系统因其高效率、高容错性、可扩展性等优势,已普遍应用于战斗机护航、多枚导弹协同突防以及智能交通信号控制等诸多方面.一致性是多智能体系统的基本问题,旨在设计控制协议使得每个智能体的状态趋于相同的值.在实际应用中,仅实现系统的一致性难以满足需求,往往还需考量成本函数以节省资源,特别是在系统规模庞大、能量资源有限的情形下,减少能量消耗尤为重要.因此,多智能体系统优化一致性成为近年来备受关注的研究方向之一.然而,相对于单个体系统,多智能体系统除了要考虑单个体的动力学方程之外,还要考虑智能体间信息交互对整体动态和成本函数的复杂影响,因而多智能体系统优化问题更具挑战性.本文研究领导-跟随线性多智能体系统的分布式最优一致性问题.特别地,全局一致性成本函数和通讯拓扑是预先给定的,且最优协议是分布式的(仅依赖于相对状态信息),这使得现有文献中的经典Riccati策略不再适用(给定全局一致性成本函数,通过求解代数Riccati方程仅能得到集中式最优协议).本文通过执行成本函数参数化,发展新型的分布式最优一致性框架,设计预先给定全局一致性成本函数下的分布式最优协议,进而实现渐近一致性和成本函数的最小...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
主要符号
第一章 绪论
    1.1 一致性
    1.2 分布式控制
    1.3 多智能体系统优化控制
    1.4 主要内容
第二章 线性多智能体系统优化一致性研究综述
    2.1 全局最优一致性
    2.2 全局次优一致性
    2.3 局部最优一致性
    2.4 小结
第三章 一阶多智能体系统的分布式最优一致性
    3.1 引言
    3.2 预备知识
    3.3 问题描述
    3.4 主要结果
    3.5 最优解的存在性和可解性
        3.5.1 存在性
        3.5.2 可解性
    3.6 重要技术论断证明
    3.7 仿真例子
    3.8 小结
第四章 更一般拓扑下一阶多智能体系统的分布式最优一致性
    4.1 引言
    4.2 预备知识
    4.3 问题描述
    4.4 主要结果
        4.4.1 可行性
        4.4.2 协议设计
    4.5 重要技术论断证明
    4.6 仿真例子
    4.7 小结
第五章 二阶多智能体系统的分布式最优一致性
    5.1 引言
    5.2 预备知识
    5.3 问题描述
    5.4 主要结果
        5.4.1 可行性
        5.4.2 协议设计
        5.4.3 可解性
    5.5 重要技术论断证明
    5.6 仿真例子
    5.7 小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要贡献
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果和参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3854436