【摘要】：多智能體協(xié)同控制理論廣泛應(yīng)用于諸如多機(jī)編隊(duì)、微電網(wǎng)功率分配等應(yīng)用場(chǎng)景�，F(xiàn)實(shí)中的多智能體具有異構(gòu)性且多智能體間的網(wǎng)絡(luò)通信常呈現(xiàn)非連續(xù)性,因此,開展非連續(xù)通信約束下異構(gòu)多智能體協(xié)同控制研究具有重要理論意義和潛在應(yīng)用價(jià)值。鑒于此,本文以一般化異構(gòu)多智能體系統(tǒng)為對(duì)象,圍繞協(xié)同控制及其在直流微電網(wǎng)中的應(yīng)用兩方面開展研究。主要研究?jī)?nèi)容包括:針對(duì)一類不完全可控的異構(gòu)多智能體系統(tǒng)在聯(lián)合連通網(wǎng)絡(luò)下的輸出一致性問題,提出了分層控制設(shè)計(jì)框架。上層采用最優(yōu)控制方法設(shè)計(jì)虛擬系統(tǒng)的協(xié)同控制策略用于生成參考軌跡,下層采用輸出調(diào)節(jié)方法設(shè)計(jì)跟蹤控制器用于跟蹤參考軌跡。借助切換系統(tǒng)理論,建立了異構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出一致性的判別準(zhǔn)則。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論結(jié)果的有效性。分層控制框架可同時(shí)適用于同構(gòu)和異構(gòu)多智能體系統(tǒng),提供了靈活的控制器設(shè)計(jì)方案。針對(duì)連續(xù)時(shí)間異構(gòu)多智能體系統(tǒng)在離散通信下的輸出編隊(duì)包含問題,基于上述分層控制框架,設(shè)計(jì)了分布式脈沖協(xié)同控制策略。該控制策略僅在離散時(shí)刻與鄰居進(jìn)行信息交換,具有通信負(fù)荷低的優(yōu)勢(shì)。借助混雜系統(tǒng)理論,建立了異構(gòu)多智能體實(shí)現(xiàn)編隊(duì)包含控制的判別準(zhǔn)則,揭示了多智能體間平均通信時(shí)間上界對(duì)編隊(duì)包含行為的影響。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制策略的有效性。針對(duì)離散時(shí)間異構(gòu)多智能體系統(tǒng)在差分隱私指標(biāo)下的平均輸出一致性問題,基于上述分層控制框架,設(shè)計(jì)了高斯噪聲擾動(dòng)的分布式協(xié)同控制策略。該控制策略分別從通信傳輸數(shù)據(jù)和一致性收斂結(jié)果兩個(gè)差分隱私指標(biāo)上保障了異構(gòu)智能體對(duì)初值信息的隱私保護(hù)。借助離散系統(tǒng)穩(wěn)定性分析理論,建立了系統(tǒng)收斂性、隱私保護(hù)性的相關(guān)準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則揭示了算法收斂速率與異構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约霸肼曀p系數(shù)之間的關(guān)系,同時(shí)也揭示了通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜碗[私保護(hù)強(qiáng)度之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論結(jié)果的有效性。針對(duì)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)在離散通信下的均流協(xié)同控制問題,基于分層控制設(shè)計(jì)框架,設(shè)計(jì)了脈沖協(xié)同均流控制器。所設(shè)計(jì)的控制器能夠快速調(diào)節(jié)直流總線電壓和各分布式發(fā)電單元的輸出電流,且僅在離散時(shí)刻與鄰居進(jìn)行信息交換,具有通信負(fù)荷低的優(yōu)勢(shì)。借助混雜系統(tǒng)理論,建立了直流微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)均流控制的判別準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則揭示了分布式發(fā)電單元間平均通信時(shí)間上界對(duì)均流控制的影響。文中分別給出了數(shù)值仿真平臺(tái)和半實(shí)物平臺(tái)上的仿真結(jié)果,驗(yàn)證了脈沖均流控制器的有效性。針對(duì)模型參數(shù)未知的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)在離散通信下的均流控制問題,結(jié)合分層控制設(shè)計(jì)框架,設(shè)計(jì)了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法的均流博弈控制策略。該控制策略采用了離散時(shí)間通信方式,且可確保每個(gè)分布式發(fā)電單元在協(xié)同過程中達(dá)到納什均衡狀態(tài)。借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制器設(shè)計(jì)與迭代更新。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的有效性,并揭示了隨著學(xué)習(xí)次數(shù)的增加,直流微電網(wǎng)的調(diào)控效果越來越好。針對(duì)模型參數(shù)未知的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)在離散通信下的最優(yōu)功率控制問題,結(jié)合分層控制框架,設(shè)計(jì)了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的最優(yōu)功率控制策略。上層采用經(jīng)濟(jì)調(diào)度算法,得到最優(yōu)的功率分配方案,下層采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,調(diào)節(jié)直流微電網(wǎng)的分布式發(fā)電單元跟蹤上最優(yōu)的功率分配方案。該策略可以自適應(yīng)地學(xué)習(xí)并補(bǔ)償實(shí)際輸出功率與優(yōu)化層中計(jì)算得到的最優(yōu)功率分配方案之間的不匹配,并能夠自適應(yīng)地根據(jù)微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)網(wǎng)損進(jìn)行控制參數(shù)的調(diào)節(jié)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM727;TP13
【圖文】：

中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 制中，考慮到智能體動(dòng)力學(xué)特性的差異，“異構(gòu)多智能體異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制旨在考慮動(dòng)力學(xué)差異的情況。在實(shí)際應(yīng)用中，存在著大量的應(yīng)用場(chǎng)景，例如航空母艦、隊(duì)巡航系統(tǒng)（如圖 1.1 所示）；有人機(jī)與小型無人機(jī)組成的所示）；分布式可再生能源接入的微電網(wǎng)系統(tǒng)（如圖 1.3 所性設(shè)計(jì)有效的協(xié)同控制器，特別在考慮網(wǎng)絡(luò)通信拓?fù)淝袚Q、信條件下設(shè)計(jì)協(xié)同控制器，是目前開展異構(gòu)多智能體系統(tǒng)戰(zhàn)。

所示）；分布式可再生能源接入的微電網(wǎng)系統(tǒng)（如圖 1.3 所性設(shè)計(jì)有效的協(xié)同控制器，特別在考慮網(wǎng)絡(luò)通信拓?fù)淝袚Q、信條件下設(shè)計(jì)協(xié)同控制器，是目前開展異構(gòu)多智能體系統(tǒng)戰(zhàn)。圖 1.1 艦隊(duì)的編隊(duì)巡航

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 韓民曉;王皓界;;直流微電網(wǎng)——未來供用電領(lǐng)域的重要模式[J];電氣工程學(xué)報(bào);2015年05期

2 王成山;武震;李鵬;;微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年02期

本文編號(hào)：2741438