本文選題：一致性 + 多互聯(lián)系統(tǒng)�。� 參考：《北京工業(yè)大學》2016年碩士論文

【摘要】：復雜性和復雜網(wǎng)絡(luò)是當今科學界重點研究的課題之一,其將復雜系統(tǒng)概括為由相互作用的多個節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中一致性是復雜動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中典型的集體行為,也是復雜網(wǎng)絡(luò)最重要的動力學特性之一。所謂一致性問題是指如何基于局部信息交換的多智能體系統(tǒng)達到狀態(tài)一致。在控制領(lǐng)域中,多智能體系統(tǒng)一致性問題是協(xié)調(diào)控制的重要問題之一。本文針對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一致性問題進行了研究,考慮了多智能體間多通訊對應(yīng)的多互聯(lián)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在固定拓撲、馬爾科夫隨機跳變拓撲下的一致性問題,給出了系統(tǒng)的一致性判據(jù),且設(shè)計了靜態(tài)輸出反饋控制器。主要工作包括以下幾個方面:(1)針對狀態(tài)互聯(lián)和控制器互聯(lián)的多互聯(lián)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)線性系統(tǒng)進行一致性分析與控制�；诓糠肿冊�(wěn)定性理論,利用線性變換矩陣對線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行處理將系統(tǒng)一致性問題轉(zhuǎn)換成部分穩(wěn)定性問題。在狀態(tài)互聯(lián)與控制器互聯(lián)結(jié)構(gòu)相同情況下,將所得大系統(tǒng)的部分穩(wěn)定性問題分解成幾個獨立的線性系統(tǒng)穩(wěn)定性問題,采用Lyapunov方法和投影定理得到了基于LMI的一致性判據(jù),且通過此判據(jù)可得到靜態(tài)輸出反饋控制器參數(shù)。進一步,考慮了帶有互聯(lián)參數(shù)不確定性的線性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一致性問題。給出了基于LMI的一致性判據(jù)及靜態(tài)輸出反饋控制器的設(shè)計方法。(2)考慮線性互聯(lián)和非線性互聯(lián)的多互聯(lián)非線性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一致性問題。節(jié)點系統(tǒng)是Lure型的非線性系統(tǒng)。采用(1)中的線性變換矩陣將非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一致性問題轉(zhuǎn)換成部分穩(wěn)定性問題。基于圓判據(jù)得到了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一致的頻域判據(jù),再運用KYP引理和Schur補引理給出了基于LMI的時域判據(jù),提出了靜態(tài)輸出反饋控制器的設(shè)計方法。同時研究了系統(tǒng)具有互聯(lián)參數(shù)不確定性和非線性參數(shù)不確定性的一致性問題。得到了相應(yīng)的頻域判據(jù)、基于LMI的時域判據(jù)及靜態(tài)輸出反饋控制器的設(shè)計方法。(3)對具有通信時滯、馬爾科夫隨機跳變拓撲的多互聯(lián)動態(tài)網(wǎng)路系統(tǒng),進行一致性分析與控制。其中考慮連續(xù)的馬爾科夫鏈轉(zhuǎn)移速率矩陣是含有部分未知元素。首先應(yīng)用(1)中的線性變換矩陣對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一致性問題進行轉(zhuǎn)換,其次對每個模態(tài)下的系統(tǒng),選擇適當?shù)腖yapunov-Krasovskii泛函分別得到線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的基于雙線性矩陣不等式的一致性判據(jù),并且通過迭代算法得到靜態(tài)輸出反饋控制器增益。
[Abstract]:Complexity and complex network is one of the most important research topics in the scientific community nowadays, which generalizes the complex system into a network system composed of multiple nodes of interaction. Consistency is a typical collective behavior in complex dynamic networks, and it is also one of the most important dynamic characteristics of complex networks. The so-called consistency problem refers to how to achieve state consistency in a multi-agent system based on local information exchange. In the field of control, the consistency of multi-agent system is one of the important problems of coordinated control. In this paper, the consistency problem of dynamic network systems is studied, and the consistency problem of multi-interconnected dynamic network systems corresponding to multi-agent communication under fixed topology and Markov random jump topology is considered. The consistency criterion of the system is given, and the static output feedback controller is designed. The main work includes the following aspects: (1) Conformance analysis and control for multi-interconnected dynamic linear network systems with state interconnection and controller interconnection. Based on the partial argument stability theory, the linear transformation matrix is used to deal with the linear network system. The consistency problem of the system is transformed into the partial stability problem. In the case of the same structure of state interconnection and controller interconnection, the partial stability problem of large scale system is decomposed into several independent linear system stability problems. The consistency criterion based on LMI is obtained by using Lyapunov method and projection theorem. The static output feedback controller parameters can be obtained by this criterion. Furthermore, the consistency problem of linear dynamic network systems with interconnected parameter uncertainty is considered. The consistency criterion based on LMI and the design method of static output feedback controller are given. The node system is a nonlinear system of Lure type. The consistency problem of the nonlinear network system is transformed into a partial stability problem by using the linear transformation matrix in this paper. Based on the circle criterion, the consistent frequency domain criterion of the whole network system is obtained. Then the time-domain criterion based on LMI is given by using KYP Lemma and Schur complementary Lemma, and the design method of static output feedback controller is presented. At the same time, the consistency problem of the system with interconnected parameter uncertainty and nonlinear parameter uncertainty is studied. The corresponding frequency-domain criterion, based on the time-domain criterion of LMI and the design method of static output feedback controller, are obtained. The consistency analysis and control of multi-interconnected dynamic network systems with communication delay and Markov random jump topology are carried out. The continuous Markov chain transfer rate matrix is considered to contain some unknown elements. First, the linear transformation matrix is used to transform the consistency problem of the network system, and then, for the system in each mode, the linear transformation matrix is used to transform the consistency problem of the network system. The consistency criteria based on bilinear matrix inequalities for linear systems and nonlinear systems are obtained by selecting appropriate Lyapunov-Krasovskii functional, and the static output feedback controller gain is obtained by iterative algorithm.
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O157.5

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本文編號：1918945