網(wǎng)絡環(huán)境下的多智能體系統(tǒng)一致性問題研究.pdf

1、最近幾年，多智能體系統(tǒng)的分布式協(xié)同控制受到越來越多研究者的關注，這不僅是因為它可以揭示自然界中許多復雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)性質，更重要的是它有著廣泛的工程應用背景。在多智能體系統(tǒng)的分布式協(xié)同控制當中，一個關鍵的問題是多智能體系統(tǒng)的一致性。為了實現(xiàn)一致，智能體之間需要進行局部的信息交換。由于實際的多智能體系統(tǒng)處在各種復雜的網(wǎng)絡環(huán)境當中，智能體本身可能因遭受外部攻擊而導致局部的信息交換中斷，智能體之間的局部信息交換也因信息的傳輸和接收而伴有通信時滯和

2、測量噪聲。無論是外部攻擊、通信時滯還是測量噪聲，都可能破壞一致性的實現(xiàn)。因此有必要從分析的角度研究它們對一致性的影響，進而從綜合的角度尋找減小這些影響的措施。
　　 本文從綜合的層面研究了如何減小外部攻擊、通信時滯和測量噪聲對一致性的影響來提高多智能體系統(tǒng)的魯棒性，取得了以下創(chuàng)新成果：
　　 從復雜網(wǎng)絡的角度研究了大規(guī)模多智能體網(wǎng)絡在外部攻擊下的相繼故障問題，使用平均二步度來度量網(wǎng)絡的異質性，給出了無標度網(wǎng)絡在隨機故障下

3、魯棒性的優(yōu)化設計問題。相對于已有的網(wǎng)絡拓撲異質性量度—熵，平均二步度不僅可以描述網(wǎng)絡的局部度分布特征而且包含了網(wǎng)絡的整體拓撲信息；研究了多智能體網(wǎng)絡在外部攻擊發(fā)生后連通性的恢復問題，提出了連接鄰居集策略來恢復通信拓撲的連通性，分析了連接鄰居集策略對網(wǎng)絡抵抗外部攻擊的魯棒性和實現(xiàn)一致的收斂速度的影響，給出了相應的網(wǎng)絡優(yōu)化設計問題。相對于已有結果，我們主要是從綜合的角度來研究如何恢復網(wǎng)絡的連通性。
　　 通過在傳統(tǒng)的時滯一致性協(xié)議當

4、中引入時滯狀態(tài)導數(shù)反饋和加權平均預測兩種機制，部分解決了無向通信拓撲下一階時滯多智能體系和有向通信拓撲下二階時滯多智能體系統(tǒng)中存在的時滯魯棒性與快速收斂性之間的矛盾。理論結果表明：對于一階超臨界時滯多智能體系統(tǒng)和兩類二階時滯多智能體系統(tǒng)，引入恰當強度的時滯狀態(tài)導數(shù)反饋和恰當長度的加權平均預測均可以同時提高時滯魯棒性和收斂速度。
　　 研究了測量噪聲存在下時變參考狀態(tài)的一致性跟蹤的采樣控制問題。針對采樣時滯存在的情況，使用概率極限