本文選題：多智能體系統(tǒng) + 領(lǐng)導跟隨��； 參考：《電子科技大學》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)用于分布式計算、多機器人編隊控制、多傳感器融合等領(lǐng)域,各種不確定因素對其性能的影響一直是此領(lǐng)域的研究熱點。本文主要圍繞智能體系統(tǒng)跟蹤控制問題中的通訊結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、信息不完全可知、時延及外部擾動等方面影響進行分析研究。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)是多智能體拓撲結(jié)構(gòu)的一種特殊形式,可以模擬實際應(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;針對聯(lián)合連通變結(jié)構(gòu)拓撲圖變化的特點,利用其通訊拓撲圖拉普拉斯矩陣可分解為分塊對角陣的特性,將非強連通系統(tǒng)等價分解成多個連通的子系統(tǒng),并通過各子系統(tǒng)通訊拓撲矩陣特征值之和大于0的特點,實現(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)的問題;同時進一步深入,在智能體之間通訊是單向的情況下(通訊拓撲圖為有向圖),證明了只需要領(lǐng)航者的信息在所處的子連通結(jié)構(gòu)中是全局可達的,就能實現(xiàn)各智能體對領(lǐng)航者的跟蹤。通過數(shù)值仿真,驗證了該方法在無向圖及有向圖情況的有效性。在此基礎(chǔ)上,進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)合連通拓撲圖的拉普拉斯矩陣可分解為分塊對角陣的特點,將非強連通系統(tǒng)等價分解成多個連通的子系統(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不等式,該不等式明確了智能體跟蹤誤差上界與通訊拓撲結(jié)構(gòu)、目標加速度、時延等各參數(shù)之間的關(guān)系;利用跟蹤誤差估計方法研究聯(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)用價值。通過數(shù)值仿真,驗證了所提出的方法在存在時延及無時延情況下能實現(xiàn)目標的跟蹤及跟蹤誤差上界的估計。接著,研究多智能體系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)目標跟蹤控制問題,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速度誤差估計方法,解決存在速度未知情況的旋轉(zhuǎn)跟蹤控制問題。一是在無時延及存在時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,針對無法對旋轉(zhuǎn)領(lǐng)航者速度進行測量,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方法,通過設(shè)定一個輸入可知的中間變量,再利用變量與速度誤差的關(guān)系,完成誤差的估計及控制協(xié)議的設(shè)計。數(shù)值仿真證明,所提出的方法能在相應(yīng)條件下實現(xiàn)對旋轉(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)跟蹤控制中無需目標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)控制問題的研究,通過系統(tǒng)的通訊拉普拉斯矩陣可分塊的特點,將非強連通系統(tǒng)分解為多個連通子系統(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)控制問題。同時,區(qū)別于傳統(tǒng)的基于目標與跟隨者之間的速度或位置誤差的估計方法,采用智能體之間的相對速度、位置信息的估計方法,對未知信息、外部擾動進行估計。以此設(shè)計自適應(yīng)控制協(xié)議,分別應(yīng)用在動態(tài)目標與旋轉(zhuǎn)目標的跟蹤控制上,實現(xiàn)了兩種情況下的自適應(yīng)跟蹤控制。通過數(shù)值仿真,分別驗證了兩類系統(tǒng)中,所提出的方法能實現(xiàn)對領(lǐng)航者的跟蹤以及對未知變量的估計。
[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 .

【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

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本文編號：1805482