基于切换拓扑的多智能体一致性及其在供应链中的应用

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近年来,多智能体系统的协调控制在车辆编队控制,传感器网络等领域有着广泛的应用,因此该问题受到了越来越多学者的高度关注。一致性问题作为多智能体系统协调控制的基础,是指设计适当的控制协议使得每个智能体的状态趋于相同的值。随着网络技术的迅速发展,更多地学者开始热衷于网络化多智能体系统的研究并且也取得了一定的进展。然而,在实现一致性的过程中系统将不可避免地受时延、变化的信息拓扑结构、干扰等实际因素的影响。本文第二部分将综合考虑这些因素对多智能体系统一致性的影响。另外,受多智能体系统一致性控制理论的启发,本文第三部分将该控制理论方法应用于供应链系统的研究中。在对相关课题背景及已有文献研究成果进行分析和总结的基础上。本文完成了以下研究内容:(1)第一章给出了多智能体系统、供应链系统的简介以及国内外的研究现状,并指出现有研究成果的不足之处。最后,介绍了本文的主要研究内容。(2)第二章研究了基于切换拓扑的网络化多智能体系统领导跟随H_∞一致性问题。针对信息拓扑结构发生变化的情况,设计了一个基于采样数据、拓扑相关的一致性协议。基于此协议,领导跟随H_∞一致性问题转化为带有时变时延的误差切换系统的H_∞控制问题。基于时延上下界构造分段的Lyapunov-Krasovskii泛函,得到各个子系统的控制器设计方案,多智能体系统在所设计的控制器和切换规则的作用下实现领导跟随H_∞一致。最后,通过一个仿真例子验证本章所提方法的有效性。(3)第三章研究了基于切换拓扑的供应链系统的库存H_∞一致性问题。考虑供应链系统节点之间信息传递可能导致拓扑结构变化,文中设计了基于平均驻留时间的切换控制器。其中该控制包含两个部分,一部分是用于生产率的控制,另一部分是用于协调各个子链的库存一致性。基于此控制,供应链系统库存的兄一致性问题转化为带有时变时延的误差切换系统的凡控制问题。类比研究多智能体系统所采用的方法,本章也得到实现供应链系统库存H_∞一致的条件。最后,通过仿真例子验证本章所提方法的有效性。(4)第四章对本文研究工作进行总结,并对后续工作进行展望。
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