發(fā)布時(shí)間：2018-04-26 09:45

  本文選題：多智能體系統(tǒng) + 領(lǐng)導(dǎo)跟隨��； 參考：《電子科技大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：多智能體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制廣泛應(yīng)用于分布式計(jì)算、多機(jī)器人編隊(duì)控制、多傳感器融合等領(lǐng)域,各種不確定因素對(duì)其性能的影響一直是此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要圍繞智能體系統(tǒng)跟蹤控制問(wèn)題中的通訊結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、信息不完全可知、時(shí)延及外部擾動(dòng)等方面影響進(jìn)行分析研究。首先,提出了聯(lián)合連通變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的李雅普諾夫函數(shù)分析判別方法。聯(lián)合連通變結(jié)構(gòu)是多智能體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種特殊形式,可以模擬實(shí)際應(yīng)用中通訊結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定及智能體之間通訊受擾、被阻等情形;針對(duì)聯(lián)合連通變結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D變化的特點(diǎn),利用其通訊拓?fù)鋱D拉普拉斯矩陣可分解為分塊對(duì)角陣的特性,將非強(qiáng)連通系統(tǒng)等價(jià)分解成多個(gè)連通的子系統(tǒng),并通過(guò)各子系統(tǒng)通訊拓?fù)渚仃囂卣髦抵痛笥?的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)李雅普諾夫函數(shù)的判別及跟蹤誤差收斂性的分析,解決了常規(guī)方法不能有效分析此類變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的問(wèn)題;同時(shí)進(jìn)一步深入,在智能體之間通訊是單向的情況下(通訊拓?fù)鋱D為有向圖),證明了只需要領(lǐng)航者的信息在所處的子連通結(jié)構(gòu)中是全局可達(dá)的,就能實(shí)現(xiàn)各智能體對(duì)領(lǐng)航者的跟蹤。通過(guò)數(shù)值仿真,驗(yàn)證了該方法在無(wú)向圖及有向圖情況的有效性。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究得出了通訊結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且領(lǐng)航者信息不完全可知情況的有界跟蹤控制誤差理論上界及其與相關(guān)參數(shù)關(guān)系。根據(jù)聯(lián)合連通拓?fù)鋱D的拉普拉斯矩陣可分解為分塊對(duì)角陣的特點(diǎn),將非強(qiáng)連通系統(tǒng)等價(jià)分解成多個(gè)連通的子系統(tǒng),結(jié)合李雅普諾夫方法,研究各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化與跟蹤誤差之間的關(guān)系,得到了智能體跟蹤誤差估計(jì)不等式,該不等式明確了智能體跟蹤誤差上界與通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、目標(biāo)加速度、時(shí)延等各參數(shù)之間的關(guān)系;利用跟蹤誤差估計(jì)方法研究聯(lián)合連通變結(jié)構(gòu)系統(tǒng),能得出跟蹤誤差上界,具備較好的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)數(shù)值仿真,驗(yàn)證了所提出的方法在存在時(shí)延及無(wú)時(shí)延情況下能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的跟蹤及跟蹤誤差上界的估計(jì)。接著,研究多智能體系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)跟蹤控制問(wèn)題,得出旋轉(zhuǎn)跟蹤控制方法及相關(guān)條件,并提出了一種基于位置信息的目標(biāo)速度誤差估計(jì)方法,解決存在速度未知情況的旋轉(zhuǎn)跟蹤控制問(wèn)題。一是在無(wú)時(shí)延及存在時(shí)延兩種情況下分別提出了基于速度與位置信息的旋轉(zhuǎn)跟蹤控制方法,并通過(guò)分析跟蹤誤差收斂情況證明該方法的有效性。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)無(wú)法對(duì)旋轉(zhuǎn)領(lǐng)航者速度進(jìn)行測(cè)量,存在信息不可知的系統(tǒng),提出一種基于位置信息的速度誤差估計(jì)方法,通過(guò)設(shè)定一個(gè)輸入可知的中間變量,再利用變量與速度誤差的關(guān)系,完成誤差的估計(jì)及控制協(xié)議的設(shè)計(jì)。數(shù)值仿真證明,所提出的方法能在相應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)領(lǐng)航者的跟蹤。最后,研究了變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及旋轉(zhuǎn)跟蹤系統(tǒng)的自適應(yīng)控制問(wèn)題,提出變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制分析方法,以及基于相互位置的自適應(yīng)誤差估計(jì)方法,獲得了存在多種不確定因素變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的跟蹤控制條件,并得到了旋轉(zhuǎn)跟蹤控制中無(wú)需目標(biāo)加速度信息的跟蹤方法及條件。一是變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中自適應(yīng)控制問(wèn)題的研究,通過(guò)系統(tǒng)的通訊拉普拉斯矩陣可分塊的特點(diǎn),將非強(qiáng)連通系統(tǒng)分解為多個(gè)連通子系統(tǒng),結(jié)合變結(jié)構(gòu)的分析方法及自適應(yīng)控制方法,解決了聯(lián)合連通變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制問(wèn)題。同時(shí),區(qū)別于傳統(tǒng)的基于目標(biāo)與跟隨者之間的速度或位置誤差的估計(jì)方法,采用智能體之間的相對(duì)速度、位置信息的估計(jì)方法,對(duì)未知信息、外部擾動(dòng)進(jìn)行估計(jì)。以此設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制協(xié)議,分別應(yīng)用在動(dòng)態(tài)目標(biāo)與旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的跟蹤控制上,實(shí)現(xiàn)了兩種情況下的自適應(yīng)跟蹤控制。通過(guò)數(shù)值仿真,分別驗(yàn)證了兩類系統(tǒng)中,所提出的方法能實(shí)現(xiàn)對(duì)領(lǐng)航者的跟蹤以及對(duì)未知變量的估計(jì)。
[Abstract]:Based on the characteristics of the topological structure of the multi - agent system , it is proved that the method can be decomposed into a plurality of connected subsystems . This paper studies the adaptive control problem of variable structure system and rotation tracking system , proposes the adaptive control analysis method of variable structure system and the self - adaptive error estimation method based on mutual position .

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273

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本文編號(hào)：1805482