本文關鍵詞：復雜動態(tài)網絡多自主體系統(tǒng)的一致性研究

  更多相關文章： 多自主體系統(tǒng) 包容控制 時變時滯 不確定拓撲 通信噪聲

【摘要】：近年來,多自主體系統(tǒng)分布式協作運動問題引起了海內外眾多研究者的普遍關注。在移動機器人編隊、無人航天器協同控制、衛(wèi)星定位調姿、智能電網調度、智能車輛駕駛等工程領域的廣泛應用,大大促進了對多自主體系統(tǒng)協作運動的理論性探索。一致性和包容控制作為分布式協作運動的重要研究方向,逐漸成為許多研究領域的熱門課題。所謂一致性是指隨著時間的推演,系統(tǒng)中每個自主體的屬性通過彼此間的協調、作用最終趨于同步(一致)的動態(tài)過程。包容控制作為多領航者多自主體系統(tǒng)中一類特殊的一致性問題,其目的在于通過構造多自主體系統(tǒng)的算法模型,使得系統(tǒng)中的跟隨者最終趨于領航者圍成的某一目標區(qū)域內(領航者圍成的凸包內)。本文重點研究了復雜多自主體系統(tǒng)的動態(tài)包容控制問題,并給出了相應的控制算法和穩(wěn)定性分析。主要研究工作如下:1.多領航者多自主體系統(tǒng)的動態(tài)包容控制。針對時變動態(tài)切換拓撲下具有多個領航者的多自主體系統(tǒng)包容控制問題,分別給出了一階/二階多自主體系統(tǒng)的控制算法,并對所提出的控制算法進行了理論分析。運用現代控制理論、代數圖論和矩陣論等分析工具,研究了當通信拓撲為動態(tài)聯合連通時,系統(tǒng)可以實現包容控制,即系統(tǒng)的運動軌跡都收斂到有多個領航者構成的凸包中。通過對系統(tǒng)信息拓撲連通部分的進一步研究,得到了二階多自主體系統(tǒng)實現包容控制的約束條件。2.動態(tài)切換拓撲下時滯多自主體系統(tǒng)的包容控制。針對多自主體系統(tǒng)帶有通信時延的情形,分別討論和分析了一階/二階系統(tǒng)的包容控制問題。假設系統(tǒng)通信拓撲是時變的,提出了具有多領航者系統(tǒng)的一階/二階包容控制算法。假設通信拓撲為動態(tài)聯合連通時,運用現代控制理論、Lyapunov-Krasovskii理論,對所提出的包容控制算法進行理論分析。通過對系統(tǒng)信息拓撲連通部分的進一步研究,得到二階時滯多自主體系統(tǒng)實現包容控制的約束條件。3.基于模型不確定性的時滯多自主體系統(tǒng)的動態(tài)包容控制。在考慮時滯多自主體系統(tǒng)的通信拓撲為不確定拓撲的狀況下,研究了一階/二階系統(tǒng)的包容控制問題。針對網絡拓撲為時變的系統(tǒng),提出了兩種時滯包容控制算法。假設通信拓撲為動態(tài)聯合連通時,應用Lyapunov-Krasovskii泛函分析方法,研究了分布式包容控制算法的收斂性,以線性矩陣不等式(LMIs)的形式給出了系統(tǒng)實現包容控制的充分條件。4.具有外部干擾的動態(tài)多自主體系統(tǒng)的均方包容控制。在動態(tài)切換網絡中,考慮多自主體系統(tǒng)受到噪聲干擾的狀況,分析和研究了一階/二階系統(tǒng)的均方包容控制問題。針對系統(tǒng)中的通信噪聲,引入一個關于衰減噪聲的時變增益函數,分別提出了具有多領航者系統(tǒng)的兩種均方包容控制算法。假設通信拓撲為動態(tài)聯合連通,運用代數圖論、現代控制理論、隨機分析等工具,對所提出的分布式控制算法進行理論分析,給出了系統(tǒng)收斂的充分條件。
【關鍵詞】：多自主體系統(tǒng) 包容控制 時變時滯 不確定拓撲 通信噪聲
【學位授予單位】：魯東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP13
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 基本概念12
• 1.2.1 多自主體系統(tǒng)12
• 1.2.2 跟隨者與領航者12
• 1.2.3 凸包12
• 1.2.4 聯合連通12
• 1.3 理論基礎12-14
• 1.3.1 圖論及矩陣論基礎12-13
• 1.3.2 基本引理13-14
• 1.4 主要研究內容及組織安排14-16
• 第2章 多領航者多自主體系統(tǒng)的動態(tài)群集運動16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 一階多自主體系統(tǒng)群集運動控制算法分析16-19
• 2.3 二階多自主體系統(tǒng)群集運動控制算法分析19-22
• 2.4 實例分析22-27
• 2.4.1 一階多自主體系統(tǒng)數值仿真23-25
• 2.4.2 二階多自主體系統(tǒng)數值仿真25-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 動態(tài)切換拓撲下時滯多自主體系統(tǒng)的包容控制28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 一階時滯多自主體系統(tǒng)的包容控制28-34
• 3.3 二階時滯多自主體系統(tǒng)的包容控制34-39
• 3.4 實例分析39-42
• 3.4.1 一階系統(tǒng)實驗仿真40
• 3.4.2 二階系統(tǒng)實驗仿真40-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 基于模型不確定性的時滯多自主體系統(tǒng)的動態(tài)包容控制43-58
• 4.1 引言43
• 4.2 一階不確定時滯系統(tǒng)的包容控制43-50
• 4.3 二階不確定時滯系統(tǒng)的包容控制50-54
• 4.4 實例分析54-57
• 4.4.1 一階系統(tǒng)實驗仿真54-56
• 4.4.2 二階系統(tǒng)實驗仿真56-57
• 4.5 本章小結57-58
• 第5章 具有外部干擾的動態(tài)多自主體系統(tǒng)的均方包容控制58-72
• 5.1 引言58
• 5.2 一階干擾系統(tǒng)的均方包容控制58-63
• 5.3 二階干擾系統(tǒng)的均方包容控制63-67
• 5.4 實例分析67-71
• 5.4.1 一階系統(tǒng)實驗仿真68-69
• 5.4.2 二階系統(tǒng)實驗仿真69-71
• 5.5 本章小結71-72
• 第6章 總結與展望72-74
• 6.1 本文工作總結72
• 6.2 工作展望72-74
• 參考文獻74-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果81

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：553340