【摘要】：網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的重要組成部分,在協(xié)同作業(yè)、編隊(duì)控制、動(dòng)態(tài)決策、分布式優(yōu)化等問(wèn)題中有廣泛應(yīng)用。一致性問(wèn)題作為網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)中的核心問(wèn)題被學(xué)者們廣泛研究。在網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)中,時(shí)滯和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝袚Q通常會(huì)影響系統(tǒng)的性能,導(dǎo)致分布式優(yōu)化的不收斂,甚至引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。時(shí)滯問(wèn)題和切換問(wèn)題一直是影響網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)一致性的重要問(wèn)題。本課題研究時(shí)變時(shí)滯和切換拓?fù)錀l件下網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題,主要內(nèi)容如下:基于矢量半范數(shù)和預(yù)測(cè)控制的方法,研究了切換拓?fù)浜涂勺儠r(shí)滯條件下同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題。首先針對(duì)B矩陣滿秩的一類網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng),提出了一種基于虛預(yù)測(cè)的一致性協(xié)議;其次,提出了前置控制的策略,并在此基礎(chǔ)上將上述結(jié)果推廣到系統(tǒng)可控的情形,提出了系統(tǒng)可控條件下一種基于虛預(yù)測(cè)的一致性協(xié)議;最后針對(duì)一般可控可觀性條件下的網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng),在分析狀態(tài)一致和輸出一致的關(guān)系的基礎(chǔ)上,給出了幾類狀態(tài)和輸出一致性協(xié)議的設(shè)計(jì)思路。在一致性分析上,在標(biāo)量半范數(shù)的基礎(chǔ)上,提出了矢量半范數(shù)進(jìn)行一致性分析的方法,并以此對(duì)上述一致性協(xié)議分別進(jìn)行了分析。在分析結(jié)果上,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬H要求存在一個(gè)周期性聯(lián)合生成樹,系統(tǒng)還允許有不穩(wěn)定模態(tài)。在對(duì)同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性的分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,研究了切換拓?fù)浜涂勺儠r(shí)滯條件下異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題。首先給出了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性協(xié)議設(shè)計(jì)的直接法,也就是先分別將B滿秩、系統(tǒng)可控條件下異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng),再使用同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì);其次針對(duì)直接法中的全局信息限制,提出了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性協(xié)議設(shè)計(jì)的分布式法,即同時(shí)同步異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的異構(gòu)信息和狀態(tài)的兩層設(shè)計(jì)法。采用了矢量半范數(shù)法對(duì)上述協(xié)議分別進(jìn)行了分析,并用數(shù)值和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分析結(jié)果的有效性。結(jié)果中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬H要求存在一個(gè)周期性聯(lián)合生成樹,系統(tǒng)還允許有不穩(wěn)定模態(tài)。基于無(wú)模型自適應(yīng)控制的方法,研究了切換拓?fù)浜涂勺儠r(shí)滯條件下一類非線性網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的輸出一致性問(wèn)題。在無(wú)模型自適應(yīng)控制的框架下,針對(duì)無(wú)領(lǐng)導(dǎo)者的情形,提出了一種輸出同步協(xié)議,并采用SIA矩陣的性質(zhì)對(duì)上述協(xié)議進(jìn)行了分析,給出了系統(tǒng)以指數(shù)速度達(dá)到一致性的條件,并用數(shù)值和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分析結(jié)果的有效性;針對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者跟隨者的情形,根據(jù)有預(yù)設(shè)參考輸入的有無(wú),提出了一種輸出同步協(xié)議并進(jìn)行了一致性分析,給出了系統(tǒng)一致性收斂的條件,并用數(shù)值和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分析結(jié)果的有效性。結(jié)果表明系統(tǒng)輸出同步對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬H要求存在一個(gè)周期性聯(lián)合生成樹。研究了網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)一致性協(xié)議設(shè)計(jì)與分析中的預(yù)測(cè)控制方法、多跳網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)化問(wèn)題�；谧儠r(shí)滯預(yù)測(cè)控制的方法,分別對(duì)固定拓?fù)浜颓袚Q拓?fù)錀l件下的網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種基于變時(shí)滯預(yù)測(cè)的一致性協(xié)議并給出了一致性分析;基于虛預(yù)測(cè)控制的方法,分別對(duì)固定拓?fù)錀l件下的一類奇異網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)和切換拓?fù)錀l件下的網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種基于虛預(yù)測(cè)的一致性協(xié)議并給出了一致性分析。對(duì)于高階積分器型網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng),基于多跳網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中有時(shí)滯和無(wú)時(shí)滯的情形,分別提出了兩種新的基于多跳網(wǎng)絡(luò)通訊的一致性協(xié)議并給出了一致性收斂的充要條件。針對(duì)切換拓?fù)錀l件下的考慮約束和優(yōu)化的一致性問(wèn)題,根據(jù)攝動(dòng)指數(shù)一致穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果,給出了切換拓?fù)錀l件下的考慮約束與優(yōu)化的一致性協(xié)議,并結(jié)合三類網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝袚Q分別給出了集合聚集性、一致性和最優(yōu)性的分析。
【圖文】：

是不穩(wěn)定的，這里需要提醒讀者不要將一致性和穩(wěn)定性聯(lián)系起來(lái)，二者沒(méi)有明顯的聯(lián)系。本文還考慮了一致性具體實(shí)現(xiàn)中的多跳網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題以及一致性協(xié)議設(shè)計(jì)中的優(yōu)化問(wèn)題。文章結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，，各章具體工作和貢獻(xiàn)，分別簡(jiǎn)介如下：第二章主要解決同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題。針對(duì)的網(wǎng)絡(luò)連通性是最一般的網(wǎng)絡(luò)連通性條件，允許時(shí)滯是時(shí)變的，網(wǎng)絡(luò)連通性是最一般的，給出的一致性的結(jié)果是與切換過(guò)程無(wú)關(guān)的，而且，和以前的結(jié)果不同[25, 28, 51]，針對(duì)的智能體的系統(tǒng)矩陣的特征值不再局限于單位圓內(nèi)（包括上），且最近鄰居原則（nearest-neighbor rule）被應(yīng)用到智能體的狀態(tài)的所有維度上。在相對(duì)寬松的條件下，該部分將 Wang L. 的成果[13]和 Qin 的成果[72]擴(kuò)展到更為一般的形式，基于半范數(shù)的分析方法將具有積分器形式和線性時(shí)不變形式的網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)的一致性問(wèn)題綜合起來(lái)。章節(jié)主要分三個(gè)部分

狀態(tài)軌跡Fig.2-5StateTrajectory
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP13


本文編號(hào)：2619017