带有广义噪声多智能体系统的包含控制及应用

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simon20088
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近些年来,多智能体系统广泛应用于民用、商用以及军事等领域,多智能体系统的分布式协同控制问题广受关注。包含控制作为多智能体系统协同控制的一个基本问题,对其进行研究具有着重要的价值和意义。随着海洋强国战略和智能船舶发展计划的提出,船舶的运动控制问题成为当前的研究热点。船舶运动模型具有复杂环境干扰、非线性等特点,此外,以往的船舶运动控制研究主要集中在单艘船舶上,然而在工程实践中需要多艘船舶协同工作以完成单艘船舶难以完成的任务。针对目前存在的难以解决的问题,本文拟从以下三个方面开展研究:第一,在有向通信拓扑下,研究了带有广义噪声二阶多智能体系统的包含控制问题。广义噪声,其可能是有色噪声和白噪声的混合,被用来建模多智能体系统的扰动。由于建立相关的多智能体系统的反扰动分布式控制器相当困难,在多智能体包含控制问题上,利用多领导者形成凸包的噪声容纳特性。为此,多智能体系统的分层通信拓扑结构被使用,其可以大大降低计算复杂度和通信负载。研究表明基于随机微分方程理论框架,多智能体系统是噪声状态稳定的并且多智能体系统的状态有均方渐进增益。此外,相关的分层拓扑重构算法被给出,基于该算法,系统能够承受更强的噪声,并且所有的跟随者逐步地收敛到由其各自层领导者形成的凸包内。最后,数值模拟被实施来验证所提出的控制算法和理论的有效性。第二,将基于分层拓扑重构带有广义噪声多智能体系统的包含控制的研究方法应用到智能船队上,考虑到船舶所受外界干扰的复杂性,用广义噪声来建模船舶的外界干扰,并利用凸包的噪声容纳特性来处理扰动,并验证所提算法的有效性。第三,对本文研究内容进行归纳和总结,整理出多智能体系统和智能船队包含控制中尚未解决的关键问题以及未来的发展方向。
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