网络化多智能体系统的时变编队跟踪控制

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zoufan20007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
运动协作和编队问题是多智能体系统的一个重要应用领域。在实际工程应用中,期望的多智能体队形中各个智能体之间的关系通常是随时间变化的,甚至是时变非线性的。然而,现有文献中只能解决一部分具有特定条件的多智能体系统时变编队问题,对于多智能体的一般性的时变编队问题尚没有成熟的解决方案。多智能体系统一般性的时变编队问题还是一个空白领域。因此,本文的主要研究目的是为了提出一套适用于有参考输入的网络化多智能体时变编队控制策略。在多智能体系统控制问题中,智能体之间的网络通信受限问题是一个不可避免的问题。智能体之间的通信延迟和丢包会影响系统的控制性能,甚至是破坏系统的稳定性。在现有文献中,从随机过程的角度分析网络延迟和通过数学模型对网络延迟进行补偿是两种常用的研究手段。其中,从随机过程进行研究的控制策略通常需要假设网络特性符合特定的随机分布,这使得控制策略的工程应用范围受到很大的限制。网络化预测控制是一种基于数学模型的对网络通信延迟和丢包进行补偿的工程方法。然而,在现有文献中,利用网络化预测控制策略解决智能体间的通信延迟问题通常采用一种“被动补偿”的方式,这使得整个系统中需要多次重复的实现用于延迟补偿的动态补偿器,进而使得系统整体的运算效率低下。为了解决多智能体的时变编队跟踪控制问题,本文首先将现有的多智能体一致性问题扩展到多智能体的时变一致性问题,分别针对一阶平面网络化多智能体系统和一般线性网络化多智能体系统提出了时变一致性协议设计方法和稳定性分析方法。齐次,为了解决更一般性的时变编队控制问题,本文提出了广义一致性控制问题,并针对一阶平面网络化多智能体系统给出了广义一致性协议设计方法和稳定性分析方法。在解决智能体间通信受限问题上,我们针对智能体间网络通信延迟和丢包问题设计了基于模型的主动预测补偿策略。相比于现有的“被动补偿策略”,“主动补偿策略”有效的解决的多智能体系统整体计算效率低下的问题。在编队方面,为了解决传统“一致性问题”在解决时变编队问题的瓶颈,我们提出了“时变一致性问题”,并给出了时变一致性协议设计方法和稳定性分析方法。时变一致性问题有效的描述和解决了期望队形中智能体间的输出差(或状态差)随时间变化时的编队问题。利用本文提出的控制策略,能够确定多智能体系统在编队过程中不随队形时变特性变化的稳态误差的上界,从而确保智能体不会在队形保持过程中发生碰撞事故。在时变一致性的基础上,为了描述和解决更一般性的时变编队问题,我们提出了广义一致性问题,并给出了一阶平面多智能体系统的广义一致性协议设计方法和稳定性分析方法。在理论成果的工程验证方面,我们在自主研发的新型网络化控制器NetcontrollerDM3730的基础上,并实现了新型的网络化控制系统仿真与实验平台。同时,为了提高实验过程中轮式机器人对定位信号延迟和数据丢失的鲁棒性,我们研究了反馈通道存在延迟和丢包的轮式机器人跟踪控制问题。在理论研究成果和工程验证平台的基础上,本文分别在局域网环境和万维网环境下实现了充分的实验和实时仿真。实验和实时仿真的结果验证了本文提出的控制策略能够有效解决网络化多智能体的时变编队跟踪控制问题。据我们所知,本文中实现的轮式机器人环绕编队以及轮式机器人在给定曲线路径上的固定车距编队均为在本文中首次实现。
其他文献
目的了解某三乙医院育龄期护理人员二孩生育意愿,分析其对护理人力资源及护理质量与安全的影响。方法调查对象为年龄小于40岁的护理人员,调查内容主要为生育二孩的意愿、计划
自定位机械臂不受自身长度和一端永久固定的限制,能将机械臂的操作范围和空间工作体积遍及整个空间舱段的外部,更好的适应我国未来空间站建设与日常维护。自定位机械臂的两端
[摘 要:随着社会快速发展,新时代下我国各个行业都发生了巨大的变化,在新媒体时代广播电视编辑工作尤为重要,能够进一步的提升我国信息的传播水平和力度。作为新媒体时代广播电视编辑工作人员而言,在新媒体时代必须要具备较强的创新能力,能够根据社会发展的总体趋势以及新媒体时代的发展要求,在广播电视编辑领域能够更好的为广播电视台工作。然而社会上的很多编辑工作人员往往并没有较强的创新意识,只是一味的去沿用先前的
在当今多种教学模式并存的情形下,通过深入了解学生,根据学生的实际情况出发,采用多种多样的教学方法,激发学生的学习热情,让孩子快乐学习。
政府出资建立孵化器,承担创业企业育成前期的大部分风险;企业“破壳”后风险投资跟进,或上市,或打包转卖跨国公司——以色列高科技产业走出了一条独特的发展路径。对人力资源的重
随着城市化进程的飞速发展,拓展新区、拆除旧建使得大量的城中村成为被列入改造范围。安置社区的规划建设关系到失地农民和被拆迁居民的住房问题和生活品质。面对全球范围内
本文运用随机前沿分析模型(SFA)分析了中国企业董事会建设对企业效率的影响。研究发现当前扩大董事会规模并不能导致企业效率的提高,而提高董事会成员的质量则较为有利;正因
无铅钎料差的润湿性给传统电子组装工艺带来了巨大的挑战,氮气保护有利于改善无铅钎料的润湿性,提高焊点质量.主要研究了不同氧含量对QFP引脚焊点拉伸强度的影响,得到一个最
多足机器人肢体结构的冗余性以及落足点的离散性赋予了其卓越的稳定性和地形适应能力。因此,一般来说,该类机器人具有比轮式和履带式机器人更加广泛的在复杂地形环境下运动的
[摘 要:丰富校园文化生活,不但可以锻炼学生综合能力、陶冶学生情操、提升学生整体素质,还在打造学校品牌、提升办学层次方面做出了贡献。尤其对于技工院校,学生整体素质好,毕业后就业形势好,对促进招生工作也就事半功倍,所以,不断丰富校园文化生活是我们必须要做好的工作。  关键词:丰富;校园;文化;促招生]  努力创建办学特色,丰富校园文化生活是打造学校品牌、提高学校声誉、提升办学层次的一个重要手段。开展