【摘要】：關(guān)于多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制的研究已經(jīng)推進了近幾十年,大量關(guān)于一致性控制、編隊控制和包含控制的結(jié)果被提出。這些結(jié)果中的大部分是在智能體無干擾的假設基礎上求得的。然而,在實際情形下,受環(huán)境擾動、通信噪聲和負載變化的影響,多智能體系統(tǒng)中不可避免地存在形式各異的干擾。若在控制器設計中忽略這些干擾,會造成多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制精度的降低,并可能會導致協(xié)同控制任務失效。為了實現(xiàn)高精度和可靠的協(xié)同控制,本文研究了抗干擾協(xié)同控制問題。在廣泛對比現(xiàn)有抗干擾協(xié)同控制研究結(jié)果的基礎上,本文考慮了一種基于干擾觀測器的抗干擾協(xié)同控制方案,并以線性多智能體系統(tǒng)為研究對象,討論了幾類特殊干擾下的抗干擾協(xié)同控制算法設計問題。本文的主要研究內(nèi)容包括:1)考慮了外部系統(tǒng)干擾下的抗干擾一致性控制問題,提出了一種僅依賴于多智能體間相對輸出信息的分布式抗干擾一致性算法。該算法的設計基于未知輸入觀測器理論。通過定義關(guān)于圖Laplacian矩陣的誤差變量,建立了一種基于增廣系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的多智能體系統(tǒng)一致性分析方法,并用Lyapunov直接法證明了閉環(huán)多智能體系統(tǒng)的漸近一致性。最后,用兩個數(shù)值算例說明了算法的有效性。2)考慮了外部系統(tǒng)干擾和輸入時滯條件下的抗干擾一致性控制問題,提出了一種僅依賴于多智能體間相對輸出信息的分布式抗干擾一致性算法。該算法的設計基于未知輸入觀測器和預估器反饋理論。通過定義關(guān)于圖Laplacian矩陣的誤差變量,建立了一種基于輸入時滯增廣系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的多智能體系統(tǒng)一致性分析方法,并用Lyapunov-Krasolvskii方法證明了閉環(huán)多智能體系統(tǒng)的漸近一致性。進一步地,討論了帶有領導者的多智能體系統(tǒng)一致性問題。最后,用兩個數(shù)值算例說明了算法的有效性。3)考慮了相對狀態(tài)依賴干擾下的抗干擾一致性控制問題,提出了一種僅依賴于多智能體間相對輸出信息的分布式抗干擾實際一致性算法。該算法的設計基于特殊坐標基分解和擴展高增益觀測器理論。通過定義關(guān)于圖Laplacian矩陣的誤差變量,建立了一種基于輸入受限增廣系統(tǒng)實際穩(wěn)定性分析的多智能體系統(tǒng)實際一致性分析方法,并利用飽和分析和奇異攝動理論,證明了閉環(huán)多智能體系統(tǒng)的實際一致性,同時給出了控制器參數(shù)的調(diào)整方法。最后,用一個數(shù)值算例說明了算法的有效性。4)考慮了非匹配干擾和智能體異構(gòu)條件下的抗干擾協(xié)同輸出調(diào)節(jié)問題,提出了一種利用智能體局部信息的分布式線性抗干擾協(xié)同輸出調(diào)節(jié)控制算法。該算法的設計基于輸出調(diào)節(jié)理論和廣義擴展狀態(tài)觀測器理論。通過定義關(guān)于圖Laplacian矩陣的誤差變量和對一系列線性輸出調(diào)節(jié)方程的求解,建立了一種基于增廣系統(tǒng)輸入輸出穩(wěn)定性分析的多智能體系統(tǒng)協(xié)同輸出調(diào)節(jié)分析方法,并利用輸出調(diào)節(jié)理論和線性系統(tǒng)輸入到狀態(tài)穩(wěn)定的相關(guān)結(jié)果,證明了閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出的漸近穩(wěn)定性,同時給出了一種基于衰減率的協(xié)同控制器參數(shù)設計方法。最后,用數(shù)值算例和對比仿真說明了算法的有效性。這些結(jié)果既是對抗干擾控制結(jié)果的推廣,也是對現(xiàn)有抗干擾協(xié)同控制結(jié)果的完善與補充。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP273

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 韓京清;從PID技術(shù)到“自抗擾控制”技術(shù)[J];控制工程;2002年03期

2 韓京清;自抗擾控制器及其應用[J];控制與決策;1998年01期

本文編號：2781621