多智能体系统的采样和定时一致性控制问题研究

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多智能体系统问题中一个主要的研究方向就是一致性控制问题。本文主要关注的是多智能体系统的采样一致性控制问题和定时一致性控制问题。实际应用中,由于计算机控制系统的广泛运用,这使得采样控制策略逐渐成为工业生产中的一种重要控制手段,并且在很大程度上取代了传统的机械式控制手段,因此本文首先对多智能体系统的采样一致控制做出了研究。其次,考虑到定时控制策略在估计系统稳定时间上的优越性,即稳定时间与初始状态无关,很多学者已经将这种方法运用到多智能体系统的控制上。然而,这种方法还没有很好地应用到一般线性多智能体系统的一致控制问题上,因此本文还考虑了一般线性多智能体系统的定时主从一致控制。在研究多智能体系统的采样一致控制问题时,本文首先讨论了系统通信结构(被表述为图的形式,因此也称为通信图)在固定不变和强连通的情况下,系统采样间隔对系统一致性的影响。本文指出能使单积分器型系统的稳定的采样周期与通信图矩阵对应的Laplace矩阵的特征根存在密切的联系。本文同时也指出在通信图固定不变和强连通的情况下,系统的稳态可由系统初态和通信图矩阵对应的Laplace矩阵唯一确定。其次,本文还进一步讨论了多智能体系统在具有切换和非强连通的通信结构的情况下,系统采样间隔对系统一致性的影响。本文指出若存在一个时间划分使得在每一个时间划分内系统的通信图的并是一个强连通图,那么多智能体系统也能够实现采样一致。在研究一般线性多智能体系统的定时主从一致控制时,本文首先研究了系统状态的定时观测问题。通过引入一个辅助矩阵,本文设计了系统跟随者状态的定时观测器。另外,该辅助矩阵也可以增加对观测器稳定时间估计的准确性。随后,本文利用一个辅助矩阵设计了系统的定时控制器。控制器中的参数可通过一个矩阵不等式求得,这大大有利于工程计算。本文通过论证指出所设计的定时控制器不仅能够确保系统在有限时间内达到主从一致,而且还能够增加对系统稳定时间估计的准确性。本文所有理论都通过数值仿真来验证准确性,结果多以图片呈现,并且所得结果也进一步支持了理论的正确性。
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