【摘 要】
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近年来,多智能体系统(MAS)的一致性控制问题受到了工程学、社会科学、数学、物理学等方面学者的广泛关注。相比于单系统而言,多智能体系统由于其智能体间的相互协作,可以被用来解决很多单个的智能体难以完成的任务,更具有实用性。而脉冲控制作为一种特殊的非连续控制手段,具有效率高、维护费用低、可靠性高、鲁棒性好、方便易操作的特点。已经在肿瘤治疗、保密通信技术、生物种群控制、自动驾驶设计、电力系统调节等方面得
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近年来,多智能体系统(MAS)的一致性控制问题受到了工程学、社会科学、数学、物理学等方面学者的广泛关注。相比于单系统而言,多智能体系统由于其智能体间的相互协作,可以被用来解决很多单个的智能体难以完成的任务,更具有实用性。而脉冲控制作为一种特殊的非连续控制手段,具有效率高、维护费用低、可靠性高、鲁棒性好、方便易操作的特点。已经在肿瘤治疗、保密通信技术、生物种群控制、自动驾驶设计、电力系统调节等方面得到了广泛的应用。很多现存的工作中都是通过连续的控制方法来解决多智能体系统的一致性问题,这对于通信网络的稳定性有很高的要求,并且存在容易被攻击、通信冗余、成本高等缺点,所以,将分布式脉冲控制方法引入多智能体系统的一致性问题是非常有必要的。基于以上,本论文主要研究了基于脉冲控制的多智能体系统一致性相关问题,具体工作如下:1.研究了基于脉冲控制的无领导者和有领导者的多智能体系统的固定时间一致性问题。首先,提出了一种新的脉冲动力学系统的固定时间稳定性定理。在此基础上,分别基于无领导者和有领导者的多智能体系统提出了两种不同的新的固定时间分布式脉冲控制协议,以实现无领导者和有领导者的追踪一致性问题。基于脉冲控制理论、固定时间脉冲控制稳定性理论和代数图论,给出了实现无领导者和有领导者的多智能体系统的固定时间一致性的充分条件。最后,通过数值仿真验证了理论的正确性。2.针对一般非线性的多智能体系统,基于脉冲控制,研究了具有欺骗攻击、不确定参数、时滞和执行器故障影响的安全一致性追踪问题。首先,考虑了具有不确定参数的时滞非线性多智能体系统受到欺骗攻击的情况,即在相邻智能体信息交互过程中,传感器到控制器的渠道被攻击者注入错误信号。本文将攻击信号的注入与否模拟为伯努利分布,并且提出了一类分布式脉冲控制协议,通过应用矩阵理论,代数学图论和脉冲控制理论,得到了使系统实现均方有界一致的充分条件,推导了与欺骗攻击能量和期望矩阵相关的均方误差界限,并且证明了系统的稳定性。基于上述问题,作者进一步考虑了在执行器失效情况下的一致性跟踪问题,并提出了相应的分布式脉冲控制协议。同样地,得到了与欺骗攻击能量、执行器故障和期望矩阵相关的均方误差界限,并证明了系统的稳定性。最后,通过数值仿真验证了理论的正确性和有效性。
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