多智能體系統(tǒng)一致性控制若干問題研究.pdf

1、隨著計算機、信息、自動化等學科的發(fā)展，多智能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制在實際工程中展示出廣闊的應用前景。一致性問題是多智能體協(xié)調(diào)控制的基礎問題，現(xiàn)已成為系統(tǒng)與控制科學領域的研究熱點之一。本文以圖論、矩陣分析和Lyapunov穩(wěn)定性理論為工具，圍繞多智能體系統(tǒng)一致性控制中存在的若干問題展開研究。本文的主要內(nèi)容如下:
　　1.研究了具有通訊時延的二階非線性多智能體在時間控制切換拓撲下的一致性問題。通過引入狀態(tài)變換，得到降階的一致性誤差系統(tǒng)，于是多

2、智能體系統(tǒng)的一致性問題轉(zhuǎn)化為誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。最后，構造Lyapunov-Krasovskii泛函推導出一致性協(xié)議的設計方法并得到拓撲切換信號的最小平均駐留時間。
　　2.研究了二階非線性多智能體系統(tǒng)在狀態(tài)控制切換拓撲下的一致性問題。文中引入狀態(tài)變換，并證明了二階多智能體系統(tǒng)可由一個一階多智能體系統(tǒng)等價地分析。首先，在固定拓撲情況下，得到一致性協(xié)議的設計方法。然后，設計狀態(tài)控制的拓撲切換規(guī)則，并構造共同Lyapunov函數(shù)，證

3、明在所設計的一致性協(xié)議和拓撲切換規(guī)則作用下，二階非線性多智能體在切換拓撲聯(lián)合包含生成樹的情況下可達到一致。
　　3.研究了高階非線性多智能體系統(tǒng)在復雜環(huán)境下的一致性問題。一方面，研究了智能體在執(zhí)行器受到Backlash-like磁滯影響并且控制方向未知情況下的一致性問題。文中利用Backlash-like磁滯的性質(zhì)，將磁滯輸出分解為線性輸入和有界擾動的疊加。接著，采用新型的Nussbaum函數(shù)，解決了多智能體未知控制方向的問題。最

4、后，利用反步法，并結合神經(jīng)網(wǎng)絡，推導出分布式自適應神經(jīng)網(wǎng)絡一致性協(xié)議。另一方面，研究了具有狀態(tài)時延的高階非線性多智能體系統(tǒng)一致性問題。基于反步法，利用神經(jīng)網(wǎng)絡補償不確定非線性項，提出自適應一致性協(xié)議。同時，通過估計神經(jīng)網(wǎng)絡權重矩陣的上界，減少了自適應參數(shù)的數(shù)量，從而降低了計算負荷。最終，設計Lyapunov-Krasovskii泛函，證明了所提出一致性協(xié)議的有效性。
　　4.研究了異質(zhì)多智能體系統(tǒng)的分組一致性，并考慮通訊拓撲中存在