本文關(guān)鍵詞：多智能體系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制協(xié)議研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多智能體系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景,其相關(guān)研究成果已大量應(yīng)用于機(jī)器人編隊(duì)、車輛交通管理、無人機(jī)駕駛和水下航行器等。在多智能體系統(tǒng)的眾多研究課題中,一致性問題是最具有研究?jī)r(jià)值的課題之一。然而,在傳統(tǒng)的多智能體系統(tǒng)一致性控制協(xié)議中,達(dá)到一致需要大量的信息交互,并且要求系統(tǒng)配備高性能處理器。為了減少信息交互以及降低對(duì)處理器的要求,我們將事件觸發(fā)控制協(xié)議引入到多智能體系統(tǒng)一致性問題研究中。在本論文中,我們將以多智能體系統(tǒng)一致性問題為背景,對(duì)事件觸發(fā)控制協(xié)議進(jìn)行相關(guān)研究,主要工作分為以下幾個(gè)方面:①研究了多智能體系統(tǒng)存在輸入時(shí)滯的一致性問題,并提出了相應(yīng)的事件觸發(fā)控制協(xié)議。以一階線性多智能體系統(tǒng)為例,我們假設(shè)系統(tǒng)的內(nèi)部耦合矩陣是可穩(wěn)定的且系統(tǒng)的通信拓?fù)浒豢糜邢蛏蓸?通過分析得到提出的事件觸發(fā)控制協(xié)議是可行的充分條件。得到理論結(jié)果表明,當(dāng)輸入時(shí)滯不超過某個(gè)上界時(shí),系統(tǒng)在提出的事件觸發(fā)控制協(xié)議的控制下可以達(dá)到一致。同時(shí),我們給出了時(shí)滯上界的具體表達(dá)式,其表達(dá)式表明時(shí)滯上界與系統(tǒng)的通信拓?fù)湎嚓P(guān),而與事件觸發(fā)控制協(xié)議中的參數(shù)設(shè)置無關(guān)。②我們發(fā)現(xiàn)并指出在已有的基于連續(xù)采樣的事件觸發(fā)控制協(xié)議中,對(duì)于排除芝諾行為的證明是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)�。一方�?已有的證明通常假設(shè)系統(tǒng)還未達(dá)到全局一致時(shí),系統(tǒng)的局部不會(huì)達(dá)到一致。雖然這樣的假設(shè)可以保證事件觸發(fā)控制協(xié)議中的閾值不會(huì)在系統(tǒng)達(dá)到全局一致之前為零,但是這樣的假設(shè)是不合理的。另一方面,已有的證明通常假設(shè)事件觸發(fā)間隔大于零可以排除芝諾行為。然而,我們經(jīng)過分析得出這樣的條件是不能充分地排除芝諾行為。因此,我們?cè)诨谶B續(xù)采樣的事件觸發(fā)控制協(xié)議中進(jìn)一步引入一個(gè)時(shí)變抵消項(xiàng),以保證協(xié)議中的閾值恒大于零,有效地避免了系統(tǒng)局部達(dá)到一致時(shí)引發(fā)的芝諾行為。并且,我們還考慮到實(shí)際應(yīng)用中可能存在的噪音干擾,引入的抵消項(xiàng)也可以避免噪音干擾所引發(fā)的芝諾行為。③研究了隨機(jī)采樣多智能體系統(tǒng)中的一致性問題,并提出了相應(yīng)的事件觸發(fā)控制協(xié)議。在實(shí)際應(yīng)用中,連續(xù)采樣與周期采樣通常是難以保證的,因此對(duì)基于隨機(jī)采樣的事件觸發(fā)控制協(xié)議的研究是很有必要的。不僅如此,基于隨機(jī)采樣的事件觸發(fā)控制協(xié)議還具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):1)因?yàn)椴蓸娱g隔嚴(yán)格大于零,所以事件觸發(fā)間隔嚴(yán)格大于零,這意味著系統(tǒng)將不會(huì)引發(fā)芝諾行為;2)控制協(xié)議中的事件觸發(fā)函數(shù)只在每個(gè)采樣時(shí)刻進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,極大地節(jié)約了計(jì)算資源;3)在一定程度上減少了信息傳輸以及控制器調(diào)整的次數(shù)。同時(shí),以二階有向多智能體系統(tǒng)為例,考慮到已有的閾值不再適用,結(jié)合狀態(tài)依賴型閾值與時(shí)間依賴型閾值進(jìn)而提出了結(jié)合型閾值。結(jié)合型閾值不僅克服了狀態(tài)依賴型閾值較小的缺陷,還克服了時(shí)間依賴型閾值不能根據(jù)系統(tǒng)初始狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整的缺陷。與已有的事件觸發(fā)控制協(xié)議相比較,基于結(jié)合型閾值的事件觸發(fā)控制協(xié)議能用更少的事件觸發(fā)達(dá)到同樣的控制目的,即能夠大量地減少信息傳輸和控制器調(diào)整。④研究了有領(lǐng)航者的多智能體系統(tǒng)的一致性問題,并提出了相應(yīng)的事件觸發(fā)控制協(xié)議。在實(shí)際應(yīng)用中,多智能體系統(tǒng)的通信拓?fù)浯蠖嗖粷M足一致性充分條件,因此有必要把牽引控制引入多智能體系統(tǒng)。有領(lǐng)航者的多智能體系統(tǒng)一致性控制是典型的牽引控制,具有重大的研究意義。在我們提出的事件觸發(fā)控制協(xié)議中,領(lǐng)航者的采樣信息在每個(gè)采樣時(shí)刻都要發(fā)送給相連的跟隨者,同時(shí)跟隨者的事件觸發(fā)函數(shù)將包含兩個(gè)測(cè)量誤差。這樣的做法解決了系統(tǒng)中跟隨者不能把采樣信息發(fā)送給領(lǐng)航者,從而使得領(lǐng)航者不能設(shè)置相應(yīng)的事件的問題。⑤研究了采用量化機(jī)制的多智能體系統(tǒng)的一致性問題,并提出了相應(yīng)的事件觸發(fā)控制協(xié)議。在實(shí)際應(yīng)用中,通信信道傳輸信息的能力是有限的,傳輸信息的精確度同樣是有限的,因此把量化機(jī)制引入到事件觸發(fā)控制協(xié)議中是有意義的。通過把概率量化機(jī)制引入到事件觸發(fā)控制協(xié)議中,利用較少的比特位表示狀態(tài)采樣信息,從而達(dá)到減少控制成本的目的。不僅如此,為了更進(jìn)一步減少控制成本,我們把已有的相關(guān)機(jī)制結(jié)合到了所提出的事件觸發(fā)控制協(xié)議中,例如周期采樣機(jī)制,自觸發(fā)機(jī)制,編解碼機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：多智能體系統(tǒng) 一致性 事件觸發(fā) 輸入時(shí)滯 隨機(jī)采樣
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP18
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 多智能體系統(tǒng)一致性11-13
• 1.3 事件觸發(fā)控制協(xié)議13-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 1.5 代數(shù)圖論基本知識(shí)17-18
• 1.6 相關(guān)符號(hào)說明18-20
• 2 存在輸入時(shí)滯的事件觸發(fā)控制協(xié)議20-30
• 2.1 引言20-21
• 2.2 問題描述21-23
• 2.3 可行性分析23-26
• 2.4 仿真實(shí)例26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 基于連續(xù)采樣的事件觸發(fā)控制協(xié)議30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 問題描述30-32
• 3.3 可行性分析32-37
• 3.4 仿真實(shí)例37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-42
• 4 基于隨機(jī)采樣的事件觸發(fā)控制協(xié)議42-56
• 4.1 引言42-43
• 4.2 問題描述43-45
• 4.3 可行性分析45-49
• 4.4 仿真實(shí)例49-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 有領(lǐng)航者的事件觸發(fā)控制協(xié)議56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 問題描述56-58
• 5.3 可行性分析58-61
• 5.4 仿真實(shí)例61-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 6 基于量化信息的事件觸發(fā)控制協(xié)議64-76
• 6.1 引言64
• 6.2 問題描述64-67
• 6.3 可行性分析67-72
• 6.4 仿真實(shí)例72-75
• 6.5 本章小結(jié)75-76
• 7 總結(jié)與展望76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-90
• 附錄90
• A. 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文90
• B. 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目情況90
• C. 參加的學(xué)術(shù)會(huì)議90

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