本文選題：多智能體系統(tǒng) + 協(xié)同控制��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：多智能體系統(tǒng)是指由多個(gè)智能體單元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),如分布式衛(wèi)星系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)編隊(duì)系統(tǒng)等,各智能體之間通過(guò)相對(duì)信息交互及協(xié)同工作來(lái)完成某些特定的任務(wù)。相比于傳統(tǒng)的單智能體系統(tǒng),多智能體系統(tǒng)具備容錯(cuò)能力強(qiáng)、工作效率高、成本低等優(yōu)勢(shì)。多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制問(wèn)題是當(dāng)今控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題,也是多智能體系統(tǒng)的研究中最為重要的問(wèn)題,因此有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究。本學(xué)位論文旨在對(duì)多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制問(wèn)題進(jìn)行深入研究,并將相應(yīng)的理論方法應(yīng)用于分布式衛(wèi)星相對(duì)軌道轉(zhuǎn)移及姿態(tài)協(xié)同控制問(wèn)題中。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)線性多智能體系統(tǒng)降階問(wèn)題,提出改進(jìn)的線性矩陣不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)高效降階方法。在求解線性多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制時(shí),智能體的個(gè)數(shù)會(huì)直接影響LMI的階數(shù),大規(guī)模多智能體系統(tǒng)的LMI階數(shù)將會(huì)非常高,從而帶來(lái)巨大的計(jì)算花費(fèi)。本文提出一種用于降低LMI階數(shù)的改進(jìn)降階方法,相比較現(xiàn)有的降階方法,計(jì)算時(shí)間大幅度降低。以分布式衛(wèi)星相對(duì)軌道轉(zhuǎn)移問(wèn)題為仿真應(yīng)用背景,在外干擾存在的情況,設(shè)計(jì)一種能耗約束下的H∞協(xié)同控制律,利用改進(jìn)的LMI降階方法,降階效果明顯,驗(yàn)證了提出方法的有效性。針對(duì)多智能體系統(tǒng)中存在的時(shí)滯問(wèn)題,研究非一致時(shí)滯約束下的協(xié)同控制方法。各智能體在相互通訊的過(guò)程中,由于通訊距離較遠(yuǎn)且環(huán)境中存在干擾,將會(huì)導(dǎo)致智能體之間存在通訊時(shí)滯,且不同智能體之間的時(shí)滯大小不同,此時(shí)稱多智能體系統(tǒng)中存在的時(shí)滯是非一致的(non-uniform)。本文將設(shè)計(jì)非一致時(shí)滯約束下的積分型與基于低通濾波器的動(dòng)態(tài)滑模控制律,并以分布式衛(wèi)星相對(duì)軌道轉(zhuǎn)移問(wèn)題為仿真應(yīng)用背景,驗(yàn)證設(shè)計(jì)出的控制律的有效性以及相比于傳統(tǒng)H∞控制律存在的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)模糊理論在多智能體系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題,提出基于T-S模糊理論的多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制方法。在利用傳統(tǒng)的非線性反饋方法求解非線性多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制問(wèn)題時(shí),過(guò)于依賴系統(tǒng)的模型,若系統(tǒng)中含有不確定參數(shù),將會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。此外,對(duì)于復(fù)雜的非線性系統(tǒng),非線性反饋控制方法將會(huì)在很大程度上增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。本文將非線性多智能體系統(tǒng)構(gòu)建為模糊多智能體系統(tǒng),設(shè)計(jì)出一種分布式模糊控制律,從而將非線性系統(tǒng)線性化處理,并提出一種針對(duì)模糊多智能體系統(tǒng)的一般化穩(wěn)定性分析方法。以分布式衛(wèi)星姿態(tài)協(xié)同控制問(wèn)題為仿真應(yīng)用背景,驗(yàn)證了本文提出方法的有效性以及相比于傳統(tǒng)非線性反饋方法存在的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)非線性多智能體系統(tǒng)滑�？刂茊�(wèn)題,提出一種能夠有效抑制抖振的模糊滑模控制方法。在應(yīng)用任務(wù)中,外界環(huán)境干擾將會(huì)對(duì)協(xié)同控制系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響,滑模控制是有效抑制干擾的重要方法之一。本文提出一種新的模糊模型轉(zhuǎn)換方法,將非線性多智能體系統(tǒng)構(gòu)建為模糊系統(tǒng),針對(duì)構(gòu)建出的模糊系統(tǒng),分別設(shè)計(jì)出積分型與動(dòng)態(tài)滑模控制器。以分布式衛(wèi)星姿態(tài)協(xié)同跟蹤為仿真應(yīng)用背景,驗(yàn)證了本文提出方法的有效性。
[Abstract]:Multi agent system is a network system composed of multiple agent units, such as distributed satellite system, unmanned aerial vehicle formation system and so on. Each agent completes certain specific tasks through relative information interaction and cooperative work. Compared to the traditional single agent system, the multi-agent system has the ability of fault-tolerant and working efficiency. The problem of multi agent system cooperative control is a hot issue in the field of control, and it is also the most important problem in the research of multi agent system. Therefore, it is necessary to study it deeply. The method should be used in the problem of relative orbit transfer and attitude coordination control of distributed satellites. The main research contents of this paper are as follows: in order to reduce the order of linear multi-agent systems, an improved linear matrix inequality (Linear Matrix Inequality, LMI) efficient reduction method is proposed. The number of a number will directly affect the order of LMI, and the number of LMI in the large-scale multi-agent system will be very high, which brings huge calculation cost. In this paper, an improved reduced order method for reducing the number of LMI is proposed, which is compared with the existing order reduction method and the calculation time is greatly reduced. The problem of the distributed satellite relative orbit transfer is simulated. The H infinity cooperative control law under the constraints of energy consumption is designed with the background and the presence of external interference. The effectiveness of the proposed method is verified by using the improved LMI order reduction method. The effectiveness of the proposed method is verified. The cooperative control method under the non uniform delay constraint is studied for the time delay problem in the multi-agent system. In the process of communication, due to the distant communication distance and the existence of interference in the environment, the delay between the agents will be caused, and the time delay between the different agents is different. At this time, the delay in the multi agent system is not consistent (non-uniform). This paper will establish the integral type and the low pass based on the non uniform delay constraint. The dynamic sliding mode control law of the filter is used to verify the effectiveness of the designed control law and the advantages of the traditional H infinity control law. Based on the application of fuzzy theory in multi-agent system, a multi-agent system based on T-S fuzzy theory is proposed. The same control method. When using the traditional nonlinear feedback method to solve the cooperative control problem of nonlinear multi-agent system, it is too dependent on the model of the system. If the system contains uncertain parameters, it will have a great influence on the result. In addition, for the complex nonlinear system, the nonlinear feedback control method will be to a great extent. In this paper, the nonlinear multi-agent system is constructed as a fuzzy multi agent system, and a distributed fuzzy control law is designed to linearize the nonlinear system, and a general stability analysis method for fuzzy multi-agent system is proposed. The distributed satellite attitude coordination control problem is presented. For the simulation application background, the validity of the proposed method and the advantages of the traditional nonlinear feedback method are verified. A fuzzy sliding mode control method which can effectively suppress the chattering is proposed for the sliding mode control problem of nonlinear multi-agent system. In the application task, the external environment interference will be on the cooperative control system. The sliding mode control is one of the most important methods to effectively suppress interference. In this paper, a new method of fuzzy model conversion is proposed. The nonlinear multi-agent system is constructed into a fuzzy system. An integral and dynamic sliding mode controller is designed for the fuzzy system constructed. The real application background verifies the effectiveness of the proposed method.
【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】：2017
【分類號(hào)】：V448.2

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本文編號(hào)：2107322