线性多智能体系统一致性问题研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmeng1984
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近年来,由于多智能体系统的一致性问题在计算机通信网络、机器人编队控制、无人飞机等领域有着广泛的应用,引起国内外众多学科的研究学者对它进行研究,得到了大量有价值的研究成果。但是由于多智能体系统的复杂性和在实际中新的问题的出现,一致性问题仍需要深入的研究和探讨。本文在已有的工作基础上,对线性多智能体系统的一致性若干问题进行了深一步的研究,主要的研究成果总结如下:   1.在带有领导者的拓扑下,首先研究了具有一般形式的二阶多智能体系统一致性问题。经过模型的转换,把一致性问题转化为闭环系统的稳定问题。进而得到了一致性问题要满足的线性矩阵不等式条件和拓扑结构要满足的条件。进一步研究了带有干扰和时滞的高阶多智能体系统的一致性问题.根据劳思-赫尔维茨稳定性判据,在一致性算法中选择合适的参数。再利用Lyapunov函数、线性矩阵不等式的技巧以及图论的知识,得到了一致性的充分条件,同时得到时滞所满足的最大上界。   2.在马尔可夫切换拓扑下,分别研究了带有非线性动态和带有领导者的二阶连续多智能体系统的均方一致性问题。利用随机分析和图论的知识,得到系统达到均方一致的条件。同时研究了智能体之间存在通信噪声时,为了减弱噪声的强度,在一致性算法中引入衰减因子。进一步当智能体受到输入时滞的影响时,研究了连续多智能体系统的均方一致性问题。   3.在马尔可夫切换拓扑下,首先研究了只带有通信时滞的二阶离散多智能体系统的均方一致性问题。利用模型转换,转化为不带时滞的多智能体系统。在合适的一致性算法下,利用图论理论,得到了系统达到均方一致的充要条件即生成的联合拓扑所对应的闭集含有一颗生成树。进而,研究了当智能体受到输入时滞影响的情况,利用随机稳定性理论,得到了离散多智能体系统均方一致所满足的条件。   4.研究了多智能体系统的组一致性问题。分为两种情况,首先对于连续多智能体系统存在干扰时,研究了H∞组一致性问题,进行模型的降阶,以线性矩阵不等式的形式给出了H∞组一致性的充分条件。进一步推广到高阶多智能体系统的H∞组一致性。对于离散多智能体系统,分别研究了不带干扰和带有干扰的多智能体系统的组一致性问题。   5.研究了带有领导者的多智能体系统的有限时间一致性问题。当领导者的速度不能测量时,设计了基于局部邻居信息的有限时间一致性算法,使每个跟随者能在线估计领导者的速度.与已有的文献相比,本文设计的一致性算法简单,并且利用另外的一种方法即不连续系统的稳定性理论,得到有限时间一致性收敛的上界.进一步,研究了连续多智能体系统的有限时间组一致性问题。设计了两种一致性算法,分别利用不连续系统的稳定性理论和连续系统的有限时间稳定性理论,给出了有限时间一致收敛的上界。
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