【摘要】：大規(guī)模多自主體系統(tǒng)描述的是自然界中智能群體集體行為的協(xié)同。宏觀上,該系統(tǒng)具有明顯的“流體”特征,其時(shí)空演化可建模為分布參數(shù)系統(tǒng)。因而,基于分布參數(shù)系統(tǒng)模型的大規(guī)模多自主體系統(tǒng)可稱(chēng)之為分布參數(shù)多自主體系統(tǒng)。由于其在多機(jī)器人協(xié)同、移動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)、大規(guī)模人群疏散等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,已逐漸成為多自主體系統(tǒng)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文主要研究了分布參數(shù)系統(tǒng)、分布參數(shù)多自主體系統(tǒng)及其應(yīng)用于移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)三個(gè)方面的協(xié)同控制問(wèn)題,主要工作如下:1.研究了非線性分布參數(shù)系統(tǒng)在隨機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)丟失、執(zhí)行器飽和及參數(shù)依賴(lài)某Markovian鏈三種情形下的控制問(wèn)題。利用Lyapunov直接法,結(jié)合算子理論獲得了隨機(jī)非線性分布參數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定的線性算子不等式判據(jù),且在零初始條件下滿足規(guī)定的H∞性能。若考慮系統(tǒng)通過(guò)移動(dòng)傳感器測(cè)量,則系統(tǒng)的穩(wěn)定性還將依賴(lài)于移動(dòng)傳感器的速度控制律。若考慮系統(tǒng)通過(guò)固定傳感器測(cè)量,則系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件可以表達(dá)為線性矩陣不等式形式。數(shù)值例子的仿真表明了判據(jù)的有效性。2.討論了隨機(jī)分布參數(shù)系統(tǒng)在非線性函數(shù)含依賴(lài)某Markovian鏈的時(shí)滯和移動(dòng)傳感器隨機(jī)飽和情形下的采樣控制問(wèn)題。設(shè)計(jì)時(shí)間、空間同時(shí)采樣的控制器,利用輸入時(shí)滯法,結(jié)合矩陣不等式技術(shù),構(gòu)建數(shù)學(xué)上新穎的Lyapunov函數(shù),證明了固定測(cè)量時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過(guò)移動(dòng)測(cè)量,結(jié)合算子理論,并設(shè)計(jì)空間采樣控制器,則分布參數(shù)系統(tǒng)能夠更快達(dá)到穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明,移動(dòng)傳感器測(cè)量將有效地提高系統(tǒng)控制的性能。3.解決了分布參數(shù)系統(tǒng)中多隨機(jī)數(shù)據(jù)丟失情形下的分布式H∞一致性濾波問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)分布式H∞一致性濾波器,利用Lyapunov方法,借助算子半群和隨機(jī)分析,證明了無(wú)擾動(dòng)時(shí)濾波誤差系統(tǒng)是均方全局漸近穩(wěn)定的,零初始條件下系統(tǒng)滿足H∞一致性性能,并且獲得了移動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)的速度控制律。數(shù)值仿真說(shuō)明移動(dòng)測(cè)量有效提升了濾波器性能。4.提出了分布參數(shù)多自主體系統(tǒng)的新框架,以此研究大規(guī)模多自主體系統(tǒng)的一致性控制問(wèn)題。針對(duì)熱方程模型,設(shè)計(jì)邊界非光滑控制器,實(shí)現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)者的引領(lǐng)下分布參數(shù)多自主體系統(tǒng)的有限時(shí)間一致性。針對(duì)參數(shù)依賴(lài)某Markovian鏈的反應(yīng)對(duì)流擴(kuò)散方程模型,多自主體系統(tǒng)在實(shí)用穩(wěn)定性框架下有限時(shí)間有界地完成編隊(duì),且隨系統(tǒng)參數(shù)的跳變實(shí)現(xiàn)隊(duì)形切換。針對(duì)半線性擴(kuò)散方程模型,設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)邊界控制器,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模移動(dòng)自主體多種形態(tài)的編隊(duì)。仿真表明,基于一致性的分布參數(shù)多自主體系統(tǒng)的編隊(duì)控制效果良好。5.探索了不確定分布參數(shù)移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的一致性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。利用算子半群方法,通過(guò)設(shè)計(jì)基于觀測(cè)器的事件觸發(fā)輸出反饋控制策略,獲得了含外界擾動(dòng)和測(cè)量噪聲的大規(guī)模移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)全局一致最終有界的條件。對(duì)于含邊界擾動(dòng)的大規(guī)模移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò),通過(guò)設(shè)計(jì)邊界控制律,獲得了系統(tǒng)穩(wěn)定編隊(duì)的條件。數(shù)值仿真例子說(shuō)明大規(guī)模移動(dòng)傳感器的隊(duì)形部署形態(tài)多樣。
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【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP273

【參考文獻(xiàn)】

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1 魏萍;丁卯;左信;羅雄麟;;基于微分方程對(duì)稱(chēng)的分布參數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2014年10期

2 高存臣;劉振;徐瑞萍;;一類(lèi)具有連續(xù)分布時(shí)滯的分布參數(shù)系統(tǒng)的反饋控制[J];控制與決策;2013年03期

3 魏萍;左信;鄒磊;羅雄麟;;基于無(wú)窮小生成元的Burgers方程的邊界控制[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年09期

4 李健;劉允剛;;一類(lèi)不確定熱方程自適應(yīng)邊界控制[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2012年03期

5 董猛;會(huì)國(guó)濤;劉耕成;;一類(lèi)時(shí)滯隨機(jī)分布參數(shù)系統(tǒng)的模糊控制[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

6 羅毅平;夏文華;劉國(guó)榮;鄧飛其;;含反應(yīng)擴(kuò)散項(xiàng)的時(shí)滯細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的W~(1,2)(Ω)-與X~(1,2)(Ω)-穩(wěn)定性[J];中國(guó)科學(xué)(F輯:信息科學(xué));2009年06期

7 羅毅平;鄧飛其;;不確定時(shí)滯分布參數(shù)系統(tǒng)魯棒控制的LMI方法[J];控制理論與應(yīng)用;2006年02期

8 包俊東;鄧飛其;羅琦;趙碧蓉;;不確定隨機(jī)分布參數(shù)系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制[J];內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)漢文版);2006年01期

9 羅毅平,鄧飛其;變時(shí)滯分布參數(shù)系統(tǒng)的全局指數(shù)穩(wěn)定性[J];控制理論與應(yīng)用;2005年04期

10 羅琦,鄧飛其,包俊東;一類(lèi)隨機(jī)分布參數(shù)系統(tǒng)反饋控制的鎮(zhèn)定[J];控制理論與應(yīng)用;2005年03期

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本文編號(hào)：2367244