多智能體系統(tǒng)若干包含控制問題研究.pdf

1、最近幾年，多智能體系統(tǒng)的分布式合作控制得到了相當大的關(guān)注。一般來說，多智能體系統(tǒng)的主要目標是為每一個體設(shè)計一個利用鄰居信息的分布式控制律，使得多智能體系統(tǒng)能夠取得指定的聚集行為，比如保持一個編隊，群集，會合，達到一致等。在多智能體系統(tǒng)的研究中，一致性問題是最基本和最重要的，是研究其他問題的基礎(chǔ)。在一些多智能體系統(tǒng)里面，可能存在一個或多個領(lǐng)導(dǎo)，當系統(tǒng)里面存在一個領(lǐng)導(dǎo)的時候，一致性問題變?yōu)轭I(lǐng)導(dǎo)跟隨問題或者跟蹤問題，當多智能體系統(tǒng)含有多個領(lǐng)導(dǎo)

2、時，一致性問題變?yōu)榘刂茊栴}。包含控制問題的控制目標是對每一個跟隨者設(shè)計一個分布式控制協(xié)議，使得每一個跟隨者最終進入到領(lǐng)導(dǎo)所形成的凸包內(nèi)。本文從不同方面研究了多智能體系統(tǒng)的包含控制問題。全文由以下幾部分組成：
　　第一章是緒論，主要介紹了本文研究工作的歷史背景和研究意義，然后介紹了多智能體系統(tǒng)最近的研究現(xiàn)狀和一些代數(shù)圖論的基礎(chǔ)知識。最后簡要地介紹了本文的工作安排。
　　第二章研究的是馬爾科夫切換拓撲下帶有非一致時變時滯的多

3、智能體系統(tǒng)的L2?L∞包含控制問題。假定領(lǐng)導(dǎo)是靜止的且每個跟隨者的動態(tài)方程存在外界擾動。通過一個模型變換，把包含控制問題變?yōu)橐粋€標準的L2?L∞控制問題。根據(jù)時滯系統(tǒng)的隨機穩(wěn)定性理論，給出一組基于線性矩陣不等式的充分條件，保證均方意義下所有的跟隨者最終運動到靜止的領(lǐng)導(dǎo)者所形成的凸包內(nèi)，且系統(tǒng)滿足給定的L2?L∞干擾抑制度。
　　第三章研究的是從控制器到執(zhí)行器具有馬爾科夫丟失數(shù)據(jù)和一步時滯的二階離散多智能體系統(tǒng)的包含控制問題。假定從

4、控制器到執(zhí)行器存在數(shù)據(jù)丟失，數(shù)據(jù)丟失過程是一個齊次，有限狀態(tài)，離散的馬爾科夫鏈。首先討論了轉(zhuǎn)移概率矩陣中的所有元素全部已知的情況下系統(tǒng)的均方包含控制問題，然后把結(jié)果推廣到轉(zhuǎn)移概率矩陣中部分元素已知的情況下系統(tǒng)的均方包含控制問題。提出了帶有一步時滯的分布式控制協(xié)議，根據(jù)隨機李雅普諾夫泛函的方法，給出一組基于線性矩陣不等式的充分條件，保證均方意義下所有的跟隨者最終收斂到領(lǐng)導(dǎo)者相應(yīng)狀態(tài)所形成的凸包內(nèi)。通過用錐補線性化(CCl)算法得到了待設(shè)計

5、的控制增益參數(shù)。
　　第四章討論的是只利用采樣位置信息的二階多智能體系統(tǒng)的編隊包含問題。假定領(lǐng)導(dǎo)者之間存在交流通信拓撲，且領(lǐng)導(dǎo)的鄰居只有領(lǐng)導(dǎo)。在實際中，由于個體的速度信息很難量測甚至不能量測到，分別為跟隨者和領(lǐng)導(dǎo)者提出兩個不同的僅利用位置信息的分布式控制協(xié)議，根據(jù)代數(shù)圖論和矩陣論的知識，給出一組充分條件保證所有的領(lǐng)導(dǎo)者取得期望的編隊，同時跟隨者漸近地收斂到領(lǐng)導(dǎo)相應(yīng)狀態(tài)形成的凸包內(nèi)，即系統(tǒng)解決編隊包含問題。
　　第五章討論的是