多智能体系统的一致性研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangkaihao_2008
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最近几年,关于多智能体系统的一致性研究取得了累累硕果,这些成果在无人机编队、机器人系统、自动化工厂、航海以及军事等领域都得到了广泛应用。在未来相当长的时间,多智能体系统的一致性控制必将在各个领域扮演更重要的角色。而详细到研究过程中,怎样设计合适的一致性控制协议是此问题的关键。此外,系统在实现一致性的过程中,又可能会面临通讯抑制问题,比如时延、量化、数据包丢失等问题。考虑诸多因素,本文的主要研究内容以及创新点如下所述:1、针对当前常采用的一般网络拓扑,研究了含有概率量化器的三阶多智能体的一致性。第一,在不考虑量化效应情形时,利用了复系数多项式理论,结合系统性质,给出了系统能实现一致性的充要条件;第二,考虑智能体之间通信的量化效应,采用了概率量化方案。首先利用前述证明给出的系统参数条件,再结合概率量化的性质,给出了系统稳定的充要条件;第三,在考虑系统既存在量化效应又有能耗过多问题的情况时,利用事件驱动控制方法降低系统能耗,预先给定一个合理的事件驱动条件,再利用矩阵理论以及复系数稳定理论等最终证明了系统的实用一致性问题。最后,经由仿真过程实例很好地证明了文中提出控制方法的有效性。2、针对二层邻居信息网络拓扑,对于一阶离散时间系统模型:首先,考虑多智能体系统只存在能耗过多而无通信时延的影响,采用事件驱动控制策略以减少系统的能耗,并利用所设计的合理拓扑联通条件保证系统能实现分组一致性。其次,当考虑系统存在通信时延影响时,分为存在固定和时变通信时延两种情况来处理。这两种情况都是利用Lyapunov方法得出系统稳定的充分条件,且通过选取合适的Lyapunov函数良好地处理了时变时延的棘手问题;对于二阶离散时间系统模型,同样首先考虑系统存在能耗过大但无通信时延影响的理想状态,采用事件驱动策略,设计了合适的驱动函数,并利用所设计的合理拓扑联通条件保证系统能实现分组一致性。其次,当考虑系统含有时变通信时延时,利用Lyapunov方法得出系统稳定的充分条件。在系统更复杂的情形下,通过选取合适的Lyapunov函数很好地处理了时变时延问题。最后,经由仿真实例证明了文章中所提算法的有效性。
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