基于分布式事件触发机制的多智能体系统一致性问题研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcf2009
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21世纪以来,多智能体系统的协同控制问题已经成为研究热点,在工程中得到了日益广泛的应用,例如无人车/机的编队控制、多飞行器的姿态控制、移动传感器的区域覆盖等。一致性控制是协同控制问题的基础,所谓一致性是指智能体随着时间的推移,系统中某些期望的状态趋于一个共同的值,因此针对一致性控制的研究具有重要意义。为了实现多智能体系统的一致性控制,通常采用分布式控制策略,使得一组智能体通过局部通信的方式协作完成任务。在分布式控制中,智能体只利用自身及其邻居的信息,从而具有易扩展性、高鲁棒性和强适应性等特点。受限于信道容量和传感器能力,通常采用事件触发的控制策略,事件触发控制显著减少了信息传输量和控制器更新次数,从而减少了通信负担。本论文在已有研究成果的基础上,针对多智能体系统的分布式事件触发的一致性控制问题进行了研究。论文的主要内容包括以下三个部分:一是针对含有未知非线性的欧拉-拉格朗日多智能体系统,研究了其一致性跟踪问题。通过为每个智能体设计动态补偿器,提出了一种完全分布式的自适应控制策略,通过设计自适应律动态更新耦合增益,使得该控制策略不依赖于与通信拓扑图相关的任何全局信息,并且跟踪误差可以严格收敛到零。二是针对一阶线性多智能体系统,研究了其在有向图下的一致性跟踪控制问题,通过引入时变比例函数,设计了一种连续控制协议,采用分布式控制策略,提出一种有效的事件触发控制机制,从而可以获得与初始条件和任何其他参数无关的完全预设的收敛时间。三是针对一阶线性多智能体系统,进一步考虑多个领导者的情况,采取分布式事件触发的控制策略,利用与第二部分相同的控制协议,实现了在有向图下的包含控制,可以获得完全预设的收敛时间,并且可以完全避免Zeno现象的发生。
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