廣義多智能體系統(tǒng)的一致性問題研究.pdf

1、廣義系統(tǒng)理論自提出以來，展現(xiàn)出了較強的應(yīng)用背景，并逐漸發(fā)展成為當(dāng)今重要的控制理論分支之一。廣義系統(tǒng)作為微分代數(shù)方程的一種形式，能夠更好地保持系統(tǒng)的物理特性，特別是在一些耦合系統(tǒng)中，某些物理量之間確實存在由代數(shù)方程刻畫的約束，同時有不少實際系統(tǒng)只能用廣義系統(tǒng)描述而不能用正常系統(tǒng)描述。本課題以廣義系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化多智能體系統(tǒng)為研究對象，基于代數(shù)、圖論、廣義系統(tǒng)理論及網(wǎng)絡(luò)化預(yù)測控制方法，深入研究了廣義多智能體系統(tǒng)的一致性問題，將多智能體系統(tǒng)一

2、致性問題的相關(guān)結(jié)論推廣到廣義多智能體系統(tǒng)。
　　第一，針對一類同構(gòu)廣義多智能體系統(tǒng)，提出并設(shè)計了狀態(tài)反饋形式的一致性協(xié)議，得到了協(xié)議可解廣義多智能體系統(tǒng)一致性問題的充要條件。另外，由于在實際工程中系統(tǒng)的狀態(tài)不易直接測量或者測量設(shè)備在經(jīng)濟或使用方面存在局限，通常系統(tǒng)的狀態(tài)難以直接獲得，從而使得系統(tǒng)不能直接實現(xiàn)狀態(tài)反饋。因此在智能體狀態(tài)不可測量但輸出可以測量的情形下，提出并設(shè)計了靜態(tài)輸出反饋形式的一致性協(xié)議，得到了協(xié)議可解廣義多智能體

3、系統(tǒng)一致性問題的充要條件。并且針對靜態(tài)輸出反饋不能完全實現(xiàn)狀態(tài)反饋功能的限制，提出并設(shè)計了動態(tài)補償器(動態(tài)輸出反饋)形式的一致性協(xié)議，增加了設(shè)計的自由度。同時，得到了協(xié)議可解廣義多智能體系統(tǒng)一致性問題的充要條件，基于廣義Ricatti方程的解，給出了一致性協(xié)議的具體設(shè)計步驟。
　　第二，由于受到外界環(huán)境或特定任務(wù)分工等因素的影響，發(fā)生耦合的智能體的特性或動力學(xué)模型可能是不相同的，稱這類系統(tǒng)為異構(gòu)多智能體系統(tǒng)。針對一類異構(gòu)廣義多智能

4、體系統(tǒng)，在各個智能體狀態(tài)具有相同維數(shù)的情形下，提出并設(shè)計了狀態(tài)反饋形式的一致性協(xié)議，得到了協(xié)議可解異構(gòu)廣義多智能體系統(tǒng)一致性問題的充要條件。另外，針對智能體狀態(tài)不可測量但輸出可以測量，以及各個智能體狀態(tài)可能具有不相同維數(shù)的情形，提出并設(shè)計了靜態(tài)輸出反饋形式的一致性協(xié)議，并得到了協(xié)議可解異構(gòu)廣義多智能體系統(tǒng)輸出一致性問題的充要條件，這些條件不但與智能體之間的通訊拓撲結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還與每個智能體的結(jié)構(gòu)特性相關(guān)。
　　第三，智能體之間通

5、過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進行信息交換時，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬和傳輸速度有限，不可避免地會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)通信時滯。然而，通信時滯通常會不同程度影響網(wǎng)絡(luò)化多智能體的性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。首先針對無通信時滯的網(wǎng)絡(luò)化廣義多智能體系統(tǒng)，提出并設(shè)計了靜態(tài)輸出反饋形式的一致性協(xié)議，得到了協(xié)議可解廣義多智能體系統(tǒng)一致性問題的充要條件。另外，針對含有通信時滯的網(wǎng)絡(luò)化廣義多智能體系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)化預(yù)測控制方法，主動對通信時滯進行補償，分別提出并設(shè)計了靜態(tài)輸出反饋和動態(tài)補償