基于魯棒控制與輸出調節(jié)理論的多智能體控制研究.pdf

1、近年來，作為從人工智能學科發(fā)展和壯大起來的一門新興交叉學科，多智能體系統的研究已經吸引了國內外許多專家學者的廣泛關注，其意義就在于它能夠解決那些超出了單個智能體系統所能解決的大型的、復雜的現實問題，并廣泛應用于自然界、工程技術等諸多領域，對于人類了解、探索自然界有重要的幫助。因此，多智能體系統的研究不論在理論還是在實際工程中，都具有深刻的意義。本文在概述當前相關研究現狀的基礎上，研究了具有非線性動態(tài)的多智能體系統的一致性和編隊控制等問題

2、。
　　本文的主要研究結果有:
　　1具有非線性動態(tài)二階多智能體系統領導-跟隨者控制一致性控制
　　研究了具有非線性動態(tài)的二階多智能體系統的領導-跟隨一致性問題。首先，在無時滯的情況下，針對拓撲結構分別是固定和切換兩種情況，基于圖論等相關知識，給出了多智能體能夠漸近跟蹤領導者的條件。然后在考慮帶有時滯的情況下，同樣針對拓撲結構分別是固定和切換兩種情況，應用Lyapunov-Razumikhin定理，得到了多智能體系統達

3、到一致性的條件。
　　2具有非線性動態(tài)多智能體系統魯棒H∞編隊控制
　　假設智能體間存在通信時滯，考慮了具有非線性動態(tài)的二階多智能體系統的魯棒H∞編隊控制問題，設計控制器使得問題可解。首先，在系統不存在外界干擾和參數不確定的情況下，針對拓撲結構分別是固定和切換的兩種情況，基于矩陣的相關知識，采用線性矩陣不等式(LMI)方法，結合Lyapunov穩(wěn)定性理論，給出了所研究的多智能體系統編隊控制問題可解的充分條件。接著在考慮系統帶

4、有外部干擾和參數不確定的情況，同樣針對拓撲結構分別是固定和切換兩種情況，研究了多智能體系統H∞編隊控制問題的魯棒性，給出了問題可解的充分條件。即多智能體系統在所設計的控制器的作用下，不僅達到了期望的隊形，而且滿足一定的H∞性能指標。
　　3仿射非線性多智能體系統基于輸出調節(jié)的編隊控制
　　基于傳統的系統輸出調節(jié)理論，研究了一類仿射非線性多智能體系統編隊控制問題。即多智能體系統在跟蹤參考信號的同時，相互之間還要保持所期望的隊形

5、。在考慮多智能體系統時，智能體需要以一個期望隊形去跟蹤外部系統信號。為了解決這個問題，將傳統的非線性輸出調節(jié)理論進行推廣，并且設計了一個分布式控制協議?；趦饶Ｔ?，由調節(jié)方程給出了多智能體系統分布式輸出調節(jié)編隊控制問題是可解的充要條件。
　　4基于魯棒輸出調節(jié)的非線性多智能體系統的編隊控制
　　針對含有參數不確定且具有一般形式的非線性動態(tài)的多智能體系統，研究了其分布式魯棒輸出調節(jié)編隊控制問題。為了解決這個問題，基于鄰域設計

6、了一個動態(tài)反饋分布式控制協議，并且將傳統的非線性輸出調節(jié)理論進行推廣。利用中心流形定理和內模原理等理論，得到了多智能體系統魯棒輸出調節(jié)編隊控制問題是可解的條件。
　　論文的主要創(chuàng)新點如下:
　　1)針對固定和切換兩種拓撲結構情況，考慮了具有非線性動態(tài)的二階多智能體系統的領導-跟隨一致性問題。在帶有和不帶有時滯的兩種情況下，應用圖論和穩(wěn)定性理論等相關知識，給出了多智能體能夠漸近跟蹤領導者的條件。
　　2)針對具有時滯非線

7、性動態(tài)的二階多智能體系統，研究編隊控制問題?？紤]系統系統帶有外界干擾和參數不確定性的情況下，基于線性矩陣不等式方法，得到多智能體系統的魯棒H∞編隊控制問題可解的充分條件。
　　3)研究了具有非線性動態(tài)的多智能體系統分布式輸出調節(jié)編隊控制。把動態(tài)領導者或者環(huán)境干擾作為輸出調節(jié)問題中的外部系統，將傳統非線性輸出調節(jié)理論進行推廣，設計一個控制協議?；趦饶Ｔ恚玫骄庩牽刂茊栴}可解的充要條件。當系統具有不確定參數時，采用魯棒輸出調節(jié)理論