基于事件驱动的异质多智能体系统一致性研究

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近年来,多智能体系统的协同控制作为复杂网络研究的一个重要课题,因为其在自动化控制、一体化作战、未来交通等领域有着广阔的应用场景,逐渐成为热门研究领域之一。其中,一致性问题是多智能体系统协同控制研究中一个重要的基础研究问题。一致性问题的研究意义在于探索复杂网络中的智能体演化规律,挖掘系统内部智能体演化与外部状态呈现之间的联,从而促进相关应用的发展。本文的主要研究对象是异质多智能体系统,研究目标是探索其在事件驱动下的分组一致性问题,主要研究内容如下:首先,本文构造了一个由一阶智能体和二阶智能体组成的异质系统动力学模型。在此基础上,与普遍的基于合作关系的分组一致控制策略不同,本文利用智能体间的合作竞争关系设计了新的控制协议。控制协议要求同组的智能体间是合作关系,不同组间的智能体间是竞争关系。针对这一场景下的系统,本文分别采用集中式事件驱动、非集中式事件驱动和分布式事件驱动策略,利用代数图论、频域分析方法和李雅普诺夫稳定性定理分析得到了使异质系统实现分组一致性的充分条件。理论结果表明提出的事件驱动协议是可行的并且能够避免芝诺行为的产生。仿真实验验证了所得理论的正确性和事件驱动协议的有效性。然后,在以上研究的基础上,本着释放更多约束条件的目的,本文继续讨论了分布式事件驱动下异质非线性多智能体系统分组一致性问题。在系统中引入非线性因素的同时设计了分布式事件驱动控制协议,随后用同样的方法证明系统能够实现分组一致并且证明了系统不会出现芝诺行为。仿真实验验证了理论结果的正确性及事件驱动协议的有效性。最后,本文接着讨论了分布式事件驱动下有领导者的异质非线性多智能体系统分组一致性问题。首先本文建立了具有非线性因素的领导者智能体与跟随者智能体动力学模型,然后遵循相同研究思路设计了分布式事件驱动控制协议和一致性条件,通过理论证明系统能够实现分组一致并且系统不会出现芝诺行为。随后,仿真结果验证了理论的合理性。
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