多智能体系统一致性跟踪控制研究

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题名	多智能体系统一致性跟踪控制研究
作者	李本凯
答辩日期	2018
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	刘德荣
关键词	多智能体系统一致性分布式控制算法自适应控制异构切换拓扑
英文摘要	在过去的二十年时间中，相比单一系统的控制，多智能体系统的控制受到了更广泛的关注，因为用多个智能体替换单个复杂智能体更有实际意义。相比于传统控制方法，基于多智能体的分布式控制策略可以有效地降低资源消耗，提高系统的灵活性、有效性和可靠性。一致性的思想是分布式多智能系统体协同算法设计的基本思想，同时也一直是分布式多智能体系统协同控制的主要研究方向。多智能体系统根据相互之间交互协议的不同，其通信拓扑结构可分为单领导与多领导，无向与有向，切换与固定等类型。本文主要研究多智能体系统的一致性跟踪控制问题。目前，一阶多智能体系统的分布式一致性控制已经有了完整的理论。而对于广义线性多智能体系统，尤其在带有外部干扰，有向拓扑，切换拓扑还有异构多智能体方向仍有较多研究空间。本文研究的多智能体系统是领导者跟随者系统。本文针对基于有向通信拓扑的领导者跟随者多智能体系统，设计了自适应分布式一致性控制器。本文还研究了异构多智能体系统的情况，并设计了针对基于切换通信拓扑的异构领导者跟随者多智能体系统的自适应分布式一致性控制器，同时具备一定的抗干扰能力。本文结合了图论、矩阵论以及控制理论，旨在拓展多智能体一致性控制的新领域，并设计更具实际意义的控制器。本文的主要贡献如下：为避免依赖全局信息并解决有向拓扑的非对称难题，本文设计了自适应的分布式控制器，实现对领导者跟随者多智能体系统在有向通信拓扑下的一致性跟踪控制。控制器之间的耦合参数是自适应的，只依赖于领域内的智能体的相对误差。同时，为了解决有向拓扑结构的非对称性难题，该耦合参数在设计过程中进行了针对性调整，但仍然保证了初值的独立性，并能最终收敛到某个常数。同时，整个闭环系统可以收敛。对于带有一定外部干扰的异构多智能体系统在切换拓扑状态下的一致性控制问题，本文设计了一种抗干扰的自适应分布式控制器，在多智能体系统满足联合连通的条件下，实现了一致性效果。同样的，控制器之间的耦合参数是自适应的，只依赖于领域内的智能体的相对误差。闭环系统以及耦合参数最终可以收敛，且稳态不受外部干扰的影响。
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/21001]
专题	毕业生_硕士学位论文
作者单位	中国科学院大学
推荐引用方式 GB/T 7714	李本凯. 多智能体系统一致性跟踪控制研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2018.