【摘要】：由于多智能體系統(tǒng)在衛(wèi)星姿態(tài)調整、無人機編隊控制、分布式傳感器網(wǎng)絡等諸多領域具有較強的應用背景,故其分散式協(xié)調控制受到了國內(nèi)外各領域研究人員的廣泛關注。目前,對于多智能體系統(tǒng)的研究是一個熱點問題。而多智能體的一致性問題作為多智能體研究中的一個基本問題,更是得到了各個領域研究學者的關注,一致性的研究具有十分重要的理論價值和實際意義。所謂一致性,是指智能體在不利用全局信息的情況下,僅僅依靠各個智能體之間有限的信息交互使得所有的智能體中某個狀態(tài)最終趨于一個感興趣的值。多智能體系統(tǒng)中各個智能體之間通過通訊網(wǎng)絡進行信息交互,不可避免的會受到網(wǎng)絡中通訊噪聲和網(wǎng)絡時滯的影響。本文在已有工作的基礎上,利用切換時滯系統(tǒng)理論以及穩(wěn)定性理論研究了多智能體系統(tǒng)在噪聲或者通訊時滯下的一致性問題。本學位論文的主要結果可以總結為下面幾個方面：針對多智能體中網(wǎng)絡中,各個智能體之間的通信受到網(wǎng)絡帶寬或者通訊噪聲的影響可能會導致通信鏈路的失效等問題,首先研究了普通動態(tài)多智能體系統(tǒng)在具有通信失效現(xiàn)象下的領導者一追蹤者一致性問題。提出了一種新的切換時滯系統(tǒng),理論結果和數(shù)值仿真驗證了當通訊網(wǎng)絡中存在一個生成樹并且通訊失效的長度和頻率滿足一定條件時,多智能體網(wǎng)絡可以實現(xiàn)領導者一追蹤者一致。隨后,基于前面的結果分析了滿足利普希茨條件的非線性多智能體系統(tǒng)在具有大時滯區(qū)間下的一致性問題,給出了一種牽制控制一致性協(xié)議。證明了當大時滯區(qū)間的長度和頻率滿足一定條件時,多智能體系統(tǒng)可以實現(xiàn)一致�？紤]到網(wǎng)絡多智能體系統(tǒng)周圍環(huán)境的復雜性以及當各種不確定因素存在時難以保證所有的智能體具有同樣的動態(tài)行為,研究了由一階和二階系統(tǒng)構成的異構智能體系統(tǒng)在采樣信息下的一致性問題,同時還考慮了網(wǎng)絡通信失效以及外部噪聲對于一致性的影響。提出了基于采樣信息的一致性協(xié)議,利用Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了當通訊失效滿足一定條件時,多智能體系統(tǒng)可以實現(xiàn)一致并且具有期望的L2增益性能�？紤]到實際中智能體的狀態(tài)信息可能是未知的,分析了在隨機采樣機制下的基于輸出信息的一致性問題。針對多智能體系統(tǒng),設計了全維和降維兩種類型的狀態(tài)觀測器。設計了基于觀測狀態(tài)信息的一致性協(xié)議,以線性矩陣不等式的形式給出了能夠讓多智能體系統(tǒng)實現(xiàn)均方一致的充分性條件。此外,還考慮了網(wǎng)絡中通信時滯對系統(tǒng)一致性的影晌。給出了兩個數(shù)值仿真來驗證本學位論文中所提出的全維和降維構造方案的合理性和有效性。最后,對本學位論文中所研究的工作進行了總結,同時對多智能體系統(tǒng)中的一些后續(xù)研究進行了展望。
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【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP13;TP18

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本文編號：2436007