多自主體系統(tǒng)若干協(xié)調(diào)控制問題研究.pdf

1、近年來,多自主體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問題引起了廣泛的研究興趣。用分布式策略研究多自主體系統(tǒng)已有重大進展,分布式是指每個多自主體僅利用自己和鄰居的局部信息去完成整體的控制目標。在多自主體系統(tǒng)的研究中,一致性問題是最基本的問題。在一類多自主體系統(tǒng)里,可能存在一個或多個領導,當系統(tǒng)里面存在一個領導的時候,一致性問題就變?yōu)轭I導―跟隨一致性問題或者為跟蹤問題,當多自主體系統(tǒng)含有多個領導時,一致性問題變?yōu)榘刂茊栴}。在另一類多自主體系統(tǒng)中,該系統(tǒng)由多個

2、子系統(tǒng)和一個外部系統(tǒng)構(gòu)成,每個子系統(tǒng)可設計分布式控制律使閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定,保證每個子系統(tǒng)的輸出能漸近的跟蹤到外部系統(tǒng)的軌跡或者漸近的抑制外界未知的干擾,其中每個子系統(tǒng)的追蹤信號或擾動信號都由同一個外部系統(tǒng)產(chǎn)生,這類問題稱為多自主體系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問題。本文借助切換系統(tǒng)理論和Lyapunov函數(shù)研究了多自主體系統(tǒng)的一致性問題,領導―跟隨一致性問題和輸出調(diào)節(jié)問題。本文的主要工作如下：
　　對于具有聯(lián)合連通拓撲的多自主體系統(tǒng),第二章研究了

3、一類完全分布式領導―跟隨一致性問題。研究的聯(lián)合連通拓撲不要求在每個時間子區(qū)間上拓撲圖是連通的,只需在時間區(qū)間上拓撲圖的并是連通的,其中時間區(qū)間長度是有上下界的。自主體系統(tǒng)動力學方程分為線性和非線性兩種情況?；诠餐琇yapunov函數(shù)分別設計了分布式線性和非線性自適應控制協(xié)議,給出了線性和非線性多自主體系統(tǒng)完成領導―跟隨一致性的充分條件。
　　第三章研究了一類間歇通信拓撲下一般線性多自主體系統(tǒng)利用二階鄰居信息的一致性問題。對一致性

4、的加速收斂問題的已有一些工作,但這些工作假定通信是連續(xù)的。與以前工作不同,本章給出了間歇通信下用二階鄰居的信息使系統(tǒng)加速收斂的充分條件。由于網(wǎng)絡中信息的傳輸存在時間滯后,因此設計了在時滯和間歇通信拓撲下用二階鄰居信息的一致性協(xié)議。在拓撲圖是連通的且是間歇通信的假定條件下,證明了只要連通率足夠大時,系統(tǒng)可實現(xiàn)一致性。另外也給出了只用鄰居信息的一般線性多自主體系統(tǒng)在時滯和間歇通信下實現(xiàn)一致性的條件。
　　第四章研究了間歇通信拓撲下一般

5、線性多自主體系統(tǒng)的合作輸出調(diào)節(jié)問題。間歇通信拓撲不同于聯(lián)合連通拓撲,間歇通信拓撲對時間區(qū)間的長度的上界沒有限制。在網(wǎng)絡中并不是所有自主體都可以直接得到外部系統(tǒng)的信息并且網(wǎng)絡通信可能是間歇的,因此需要所有自主體對外部系統(tǒng)狀態(tài)進行間歇的估計,之后證明了間歇估計的狀態(tài)能漸近收斂到外部系統(tǒng)的狀態(tài)。為了解決多自主系統(tǒng)的合作輸出調(diào)節(jié)問題,先給出了一個切換系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)引理。依據(jù)引理,得到了系統(tǒng)分別依據(jù)狀態(tài)反饋和輸出反饋實現(xiàn)合作輸出調(diào)節(jié)的充分條件。<