多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性控制問題研究.pdf

1、一致性和協(xié)同控制問題已有悠久的研究歷史，最早可以追述到上個世紀60年代 DeGroot在管理科學與統(tǒng)計學中的研究。與此同時，目前對它的研究在許多不同的領(lǐng)域和學科也有廣闊的應(yīng)用前景，諸如控制理論、多傳感器系統(tǒng)、分布式計算、管理科學與統(tǒng)計學、雷達跟蹤、醫(yī)學領(lǐng)域、聚集理論、太空會合、傳感器融合、擁塞控制、智能電網(wǎng)、編隊控制以及基于一致性的可信度傳遞等等。
　　近年來，多智能體網(wǎng)絡(luò)的控制問題引起了不同領(lǐng)域的研究者們的廣泛關(guān)注。通常，多智能

2、體網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)中無數(shù)個相互交互的智能體組成的計算化網(wǎng)絡(luò)。多智能體網(wǎng)絡(luò)的思想可以用來解決獨立智能體系統(tǒng)非常難以完成，甚至不可能完成的難題。本博士論文主要致力于研究分析多智能體網(wǎng)絡(luò)在不同情況下的一致性機制設(shè)計問題，主要工作如下所述：
　?、傺芯吭谟邢迶?shù)字通信信道下具有時變拓撲的多智能體網(wǎng)絡(luò)的事件觸發(fā)一致性問題。設(shè)計了一種新型的無縫結(jié)合量化方案和事件觸發(fā)策略的通信框架，其方案顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的通信效率。為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源和減少嵌入在所有智能

3、體中的微處理器的計算負荷，提出了一種專門設(shè)計的分布式事件觸發(fā)策略，有效地解決了時變拓撲的多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性控制問題。理論上證明了多智能體網(wǎng)絡(luò)的平均一致性是漸近地可達的，并且所有智能體的狀態(tài)演變良好。給出了一些數(shù)值仿真實驗來說明理論結(jié)果的正確性和所提出協(xié)議的可行性。
　?、谘芯恳话阃負浣Y(jié)構(gòu)的多智能體網(wǎng)絡(luò)的牽引一致性問題?；贛矩陣的特性，建立了一個新型的一般拓撲多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性協(xié)議。結(jié)果表明，多智能體網(wǎng)絡(luò)的牽引一致性依賴于矩陣

4、特征值的最小實部，該矩陣是Laplacian和控制增益對角矩陣的和。進一步研究了離散多智能體網(wǎng)絡(luò)，得到了多智能體網(wǎng)絡(luò)最終達到牽引一致的條件。還研究了不同情況下的牽引機制，其中包括離散網(wǎng)絡(luò)和連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，給出了數(shù)值仿真實驗來驗證理論結(jié)果的正確性。
　?、垩芯烤哂袝r滯和隨機擾動的多智能體網(wǎng)絡(luò)的脈沖控制一致性問題?；诖鷶?shù)圖論、Lyapunov穩(wěn)定理論和Halanay不等式理論，設(shè)計了一個新型的基于脈沖控制的多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性控制協(xié)議。同

5、時也考慮了牽引控制思想、內(nèi)部時滯和傳輸時滯，因此該一致性協(xié)議更能適應(yīng)實際的多智能體網(wǎng)絡(luò)。證明了所設(shè)計的機制能讓帶有時滯和隨機擾動的多智能體網(wǎng)絡(luò)最終趨于一致，給出了數(shù)值仿真實驗來驗證理論結(jié)果的正確性和有效性。
　　④研究具有時變時滯的多智能體網(wǎng)絡(luò)的一致性問題，提出了一種新穎的間歇性脈沖機制來使多智能體網(wǎng)絡(luò)最終達到一致性。該一致性機制的間歇性脈沖控制可以突破一般脈沖控制中脈沖間隔的上限，從而替代了一直不間斷的觸發(fā)。將間歇性脈沖控制機制