預(yù)見(jiàn)控制因其深刻的應(yīng)用背景而得到了廣泛的關(guān)注.近年來(lái),更是與不同控制系統(tǒng)相結(jié)合取得了長(zhǎng)足的發(fā)展.本文在預(yù)見(jiàn)控制理論和多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制理論的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究了多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)預(yù)見(jiàn)跟蹤控制問(wèn)題.主要內(nèi)容如下:(一)研究了連續(xù)時(shí)間多智能體系統(tǒng)在有向圖上的協(xié)調(diào)最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤控制問(wèn)題.首先將領(lǐng)導(dǎo)者輸出信號(hào)可預(yù)見(jiàn)的協(xié)調(diào)跟蹤問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)增廣系統(tǒng)的最優(yōu)調(diào)節(jié)問(wèn)題.其次應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)時(shí)間線(xiàn)性系統(tǒng)最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制的結(jié)果得到增廣系統(tǒng)的控制器,從而得到多智能體系統(tǒng)包含全局輸出誤差積分和預(yù)見(jiàn)補(bǔ)償作用的狀態(tài)反饋控制器.最后在證明增廣系統(tǒng)可鎮(zhèn)定與可檢測(cè)條件成立的基礎(chǔ)上,給出了多智能體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)跟蹤一致性的充分條件.(二)研究了離散時(shí)間多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤問(wèn)題.在互聯(lián)拓?fù)浒豢糜邢蛏蓸?shù)的條件下,首先利用狀態(tài)增廣技術(shù)把協(xié)調(diào)跟蹤問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)增廣系統(tǒng)的全局最優(yōu)調(diào)節(jié)問(wèn)題.其次應(yīng)用離散時(shí)間線(xiàn)性二次型調(diào)節(jié)理論的相關(guān)結(jié)果,給出了使閉環(huán)增廣系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的控制器.最后由此得到了原系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)跟蹤一致性的全局最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制器.(三)研究了領(lǐng)導(dǎo)者輸出為振幅不減小參考信號(hào)的協(xié)調(diào)全局最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤問(wèn)題.首先引入一類(lèi)分布式的內(nèi)模,將通信拓?fù)錇楹幸豢蒙蓸?shù)的協(xié)調(diào)跟蹤問(wèn)題轉(zhuǎn)化為增廣系統(tǒng)的全局最優(yōu)調(diào)節(jié)問(wèn)題.其次應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的線(xiàn)性二次型最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制理論,獲得了保證增廣系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的最優(yōu)控制器.在證明控制器存在性的基礎(chǔ)上,給出了使原始問(wèn)題可解的充分條件,同時(shí)獲得了多智能系統(tǒng)具有全局輸出誤差積分和預(yù)見(jiàn)補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)全局最優(yōu)控制器.(四)研究了上述問(wèn)題的離散時(shí)間情形.首先引入基于預(yù)見(jiàn)信息的輔助系統(tǒng)和一類(lèi)分布式的內(nèi)模,為每個(gè)跟隨者建立了一個(gè)增廣系統(tǒng).這樣便于將協(xié)調(diào)預(yù)見(jiàn)跟蹤問(wèn)題表述為分布式輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行處理.其次在證明分布式輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題的可解性和增廣系統(tǒng)的可鎮(zhèn)定性的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了保證每個(gè)跟隨者的輸出漸近跟蹤可預(yù)見(jiàn)領(lǐng)導(dǎo)者輸出的充分性條件.同時(shí)借助于離散時(shí)間代數(shù)Riccati方程,設(shè)計(jì)了具有虛擬調(diào)節(jié)輸出積分和預(yù)見(jiàn)前饋補(bǔ)償?shù)姆植际絼?dòng)態(tài)狀態(tài)反饋控制律.(五)考慮了連續(xù)時(shí)間廣義多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)最優(yōu)預(yù)見(jiàn)跟蹤問(wèn)題.在有向圖包含一棵生成樹(shù)的假設(shè)下,運(yùn)用無(wú)環(huán)的假設(shè)和狀態(tài)增廣技術(shù),能夠證明協(xié)調(diào)跟蹤問(wèn)題等價(jià)于一簇低維廣義增廣子系統(tǒng)的局部最優(yōu)調(diào)節(jié)問(wèn)題.為設(shè)計(jì)分布式的最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制器,首先應(yīng)用受限系統(tǒng)等價(jià)技術(shù)和預(yù)見(jiàn)控制理論獲得了降階正常子系統(tǒng)的最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制器;其次利用受限等價(jià)逆關(guān)系構(gòu)造性地導(dǎo)出了基于原始系統(tǒng)矩陣的分布式控制器,同時(shí)給出了一個(gè)滿(mǎn)足廣義代數(shù)Riccati方程的精確容許解.在證明分布式控制器能夠漸近鎮(zhèn)定廣義增廣子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了實(shí)現(xiàn)全局協(xié)調(diào)預(yù)見(jiàn)跟蹤的充分性條件.
【學(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TP18;TP13
【部分圖文】：

邐北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文邐逡逑足整體目標(biāo)的控制律．不同的是，分散式控制是將整體任務(wù)按某種屬性進(jìn)行逡逑分解，并為每個(gè)子任務(wù)設(shè)計(jì)了一個(gè)執(zhí)行任務(wù)的子系統(tǒng)［１５，１６］．而分布式控制逡逑的核心是讓每個(gè)智能體具有和其它智能體交互信息的能力［１７］．在分散式控逡逑制系統(tǒng)中，由于低層子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式及其與其他子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)關(guān)系是被逡逑高層系統(tǒng)預(yù)先定義好的，因此分散式系統(tǒng)的組織模式有局限性．分布式方法逡逑基于局部信息進(jìn)行交互，即每個(gè)智能體僅與其鄰居交換信息，相比于集中控逡逑制和分散控制，這種方法更有前景．關(guān)于三種控制的基本結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖２．２．逡逑

解決了邋ＬＱＲ的最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制問(wèn)題和最優(yōu)預(yù)見(jiàn)控制問(wèn)題．下面以文逡逑［１５２］為例，概述其主要思想和重要結(jié)果．逡逑考慮一個(gè)包含存儲(chǔ)干擾信號(hào)％邋（圖２．３）的線(xiàn)性系統(tǒng)逡逑（Ｓ）：邋ｘ（ｔ）邋＝邋Ａｘ（ｔ）＋Ｂｕ（ｔ）邋＋邋Ｄｗ（ｔ邋－邋ｈ），邋ｊｃ（０）邋＝邋ｘ０逡逑，．ｆｗ0（ｒ）邋－ｈ＜Ｔ＜０逡逑Ｗ（ｒ）邋＝邋ｉ0邋０＜ｒ逡逑ｗ０ｅＺ２（－／ｊ，０；Ｅ％）邐（２．７８）逡逑其中，ｘ（／）ｅｌＴ是狀態(tài)；Ｘ。是初始條件；ｗ（／）ｅＲｍ是控制輸入；逡逑中的時(shí)滯項(xiàng)描述了在區(qū)間［0，／？］上存儲(chǔ)的千擾％；矩陣NB，５和Ｄ具有適當(dāng)?shù)腻义暇S數(shù)．文中給出了如下假設(shè)逡逑１）

－／Ｔ邋￥７Ｘ０是預(yù)見(jiàn)前饋?lái)?xiàng)．逡逑３．５數(shù)值仿真逡逑以文獻(xiàn)［８４］中的一種信息交換拓?fù)錇槔�，如圖３．１所示，顯然該有向圖滿(mǎn)逡逑足假設(shè)Ａ３．逡逑Ｏ邐＜Ｄ邐＊０逡逑圖３．１信息交換拓?fù)洌珏义先∠到y(tǒng)（３．１）的系數(shù)矩陣為逡逑Ａ邋＝邐，邋Ｂ邋＝邐，邋Ｃ邋＝邋［ｌ邋２］逡逑０－２」邋［0Ｊ邋Ｌ邋Ｊ逡逑利用ＰＢＨ秩判據(jù)，容易驗(yàn)證５）的可鎮(zhèn)定性和（Ｃ，淘的可檢測(cè)性．另逡逑外還可驗(yàn)證得到＾邋ｆ是行滿(mǎn)秩的，因此假設(shè)Ａ２滿(mǎn)足．逡逑設(shè)四個(gè)智能體系統(tǒng)的初始狀態(tài)分別是逡逑＂０．３０１邐ｒ－０．１５ｌ邐＿邋ｆ0．２２ｌ邋＾邐［－０．１３＂逡逑ｘ，邋（０）邋＝邐，邋ｘ２邋（０）邋＝邐，邋ｘ３邋（０）邋＝邐，邋ｘ．邋（０）＝逡逑１邐［0．２２ｊ邐２邐Ｉ－０＊１２］邐Ｉ０＊１７］邐Ｉ－０＊１５．逡逑與圖３．１相應(yīng)的矩陣Ｚ和Ｍ如下所示逡逑＂０邐０邐０邐０］邐［１邐０邐０邐Ｏ＇逡逑－１邐２邐－１邐０邐０邐０邐０邐０逡逑Ｌ邋—邐

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2826897