通信受限的網(wǎng)絡(luò)化多智能體的調(diào)度及編隊(duì)控制研究.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展與相互滲透，多智能體系統(tǒng)(Multi-agent systems，MASs)應(yīng)運(yùn)而生。在多智能體系統(tǒng)中，每個(gè)個(gè)體均具有處理信息及執(zhí)行控制的能力，但傳感和通信能力有限。并且它們無法直接獲得所有智能體的全局信息，只能通過自身得到的局部信息在沒有集中控制器的條件下調(diào)整自身的行為完成協(xié)作任務(wù)。
　　本文首先針對(duì)存在帶寬受限的多智能體編隊(duì)控制問題，本文提出了一種新的事件觸發(fā)傳

2、輸機(jī)制，該策略能保證在對(duì)系統(tǒng)性能影響較小的前提下有效減少觸發(fā)次數(shù)。然后，通過設(shè)計(jì)一種虛擬領(lǐng)導(dǎo)者的編隊(duì)控制策略，將二階多智能體系統(tǒng)編隊(duì)收斂問題轉(zhuǎn)化為帶有時(shí)變延時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。最后，通過Lyapunov-Krasovskii函數(shù)和LMI技術(shù)，提出一種可同時(shí)得到觸發(fā)機(jī)制和控制器參數(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)方法。其次，研究了線性異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的編隊(duì)輸出調(diào)節(jié)問題。針對(duì)有向固定拓?fù)淝掖嬖谕獠繑_動(dòng)的異構(gòu)多智能體系統(tǒng)，分別設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)輸出調(diào)節(jié)器和基于狀態(tài)反饋

3、的輸出調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步得到滿足H∞性能指標(biāo)且系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，并將其轉(zhuǎn)化為求LMI可行解的問題。針對(duì)采用動(dòng)態(tài)輸出調(diào)節(jié)器的多智能體系統(tǒng)，采用一種錐補(bǔ)線性化算法找到該問題的可行解;而針對(duì)采用狀態(tài)反饋的多智能體系統(tǒng)，進(jìn)一步引入控制器增益的調(diào)節(jié)范圍，使其在該范圍內(nèi)選擇控制增益保證編隊(duì)實(shí)現(xiàn)。再次，針對(duì)非理想環(huán)境下一般線性多智能體系統(tǒng)的編隊(duì)控制和避障問題，提出了兩種基于不同勢(shì)能函數(shù)的最優(yōu)避障編隊(duì)策略。在環(huán)境中智能體和障礙之間以及智能體與智能體之間可

4、能發(fā)生碰撞的情況下，將智能體和障礙同時(shí)建模為圓形或矩形，提出了兩種新勢(shì)能函數(shù)。為解決智能體與智能體之間的避碰問題，設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)檢測(cè)區(qū)域以保證智能體的安全性。然后，通過定義編隊(duì)誤差將該多智能體系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為閉環(huán)編隊(duì)誤差系統(tǒng)，并定義一種描述編隊(duì)和避障問題的性能指標(biāo)。最后，采用逆最優(yōu)控制法得到最優(yōu)控制策略，該策略可保證多智能體系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性及所提性能指標(biāo)的最優(yōu)性。最后，針對(duì)上述研究方法，利用Matlab仿真軟件及LMI工具箱分別對(duì)其進(jìn)行求解