论文部分内容阅读
近些年来,由于多飞行器编队控制、协调控制、姿态调整等方面的广泛应用,多智能体网络的一致性问题已经成为一个热门的研究领域。针对多智能体只能在一系列离散时刻获得和相邻多智能体的相对状态信息以及系统中存在着饱和约束的情况,本文围绕采样控制及输入饱和下的多智能体一致性展开研究。本文选取二阶多智能体以及混合阶多智能体为研究对象,同时为了解决系统在面对多任务时的情况,选择对一致性问题中的分组一致性进行研究。首先研究了二阶多智能体系统在采样控制下的分组一致性问题。根据系统的拓扑情况,将系统拓扑分为固定拓扑以及切换拓扑两种情形。在固定拓扑下,提出了静态采样控制下的分组一致协议,探讨了采样时间对系统收敛的影响。利用矩阵论、系统稳定性理论,得到了固定拓扑下二阶多智能体在采样控制下实现稳定并且多智能体完成分组一致的充分条件。在切换拓扑下,提出了动态采样控制分组一致协议,利用马尔科夫链对随机切换过程进行处理,最后利用矩阵论和稳定性理论得到了随机切换拓扑下二阶多智能体在采样控制下实现稳定并且完成分组一致的充分条件。其次研究了混合阶多智能体系统在采样控制下的牵引分组一致性问题。同样根据系统的拓扑情况,将系统分为固定拓扑以及切换拓扑两种情形,提出了采样控制下的牵引分组一致协议,探讨了采样时间以及牵引点对系统完成分组一致收敛的影响。利用圆盘定理、矩阵论以及系统稳定性理论得到了混合阶系统在采样控制下完成牵引分组一致的充分条件。最后研究了饱和受限下的二阶多智能体以及混合阶多智能体系统的分组一致性问题。针对二阶多智能体以及混合阶多智能体系统中存在饱和输入的情况,利用Sat饱和函数对控制输入进行处理,并分别提出了饱和约束下的分组一致性协议。通过LaSalle定理、李雅普诺夫稳定性定理、矩阵论等理论,得到了二阶多智能体系统以及混合阶多智能体系统在饱和约束下实现分组一致的充分条件。综上,本文在以下几方面有所突破:针对二阶系统,在固定拓扑下提出了静态采样控制分组协议,利用采样时间对系统的收敛情况进行了控制;在切换拓扑下提出了动态采样控制分组协议,使系统可以在不断变化拓扑的情况完成分组一致。针对采样控制下的混合阶多智能体提出了牵引分组一致性协议,探讨了采样时间对系统切换拓扑收敛速度的影响,可以通过控制采样时间,使整个系统的收敛速度更快,波动更小。针对饱和受限的二阶以及混合阶多智能体,分别提出了饱和约束分组一致性协议,保证了系统在输入受限的情况下,完成分组一致。