受限与网络攻击下多智能体系统的有限时间一致性控制方法研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:persistence2005
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多智能体系统是一类具有复杂的系统内通信关系和个体计算决策能力的智能系统,该系统通常面向复杂的应用场景,用以满足特定的功能要求,同时采用分布式设计思路来应对可能出现的系统问题。在编队、集群等依赖协同控制的场景,由于具备不依赖中央控制和全局通信的优点,基于多智能体系统的协同控制方法得到了广泛应用,一致性控制是其中尤为重要的部分。本文结合多智能体系统一致性控制的具体场景要求,开展了多智能体系统的理论模型研究,并对不同工作场景分别设计了不同的有限时间控制器,以实现不同场景下多智能体系统的有限时间一致性控制。对于存在输入饱和与速度受限的场景,本文设计了一种饱和函数,并引入了速度受限参数,基于齐次性理论构建了有限时间一致性协议,实现了状态受限下多智能体系统的有限时间一致性控制;对于存在网络攻击导致系统中部分智能体的动力学发生变化的场景,通过切换系统建模,结合已构建的一致性控制算法与神经网络方法,实现了网络攻击下的有限时间一致性控制。对于以上提出的控制算法,分别通过数值仿真的形式进行了验证。同时,本文为解决多智能体系统仿真计算量大、执行时间长的问题,对多智能体仿真框架开展了研究,探索了一套基于MATLAB的远程多智能体系统仿真方案。本文主要的创新点如下:(1)对存在输入饱和与速度受限的多智能体系统,本文设计的有限时间一致性算法比传统方法具有更快的收敛速度和抗干扰性能,并且能同时满足输入饱和与速度受限的约束条件。(2)对网络攻击下产生动力学变化的多智能体系统,本文设计的有限时间一致性算法在多个智能体出现动力学的异步切换的情形下,仍然能使系统快速达成一致,而且比同步切换系统更符合实际场景。(3)针对多智能体系统的远程仿真需求,本文基于MATLAB构建了一套远程多智能体系统仿真软件,借助MATLAB提供的工具可以将软件能便捷地部署在本地或服务器上,满足不同用户的仿真需求。
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