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

1、近年來，隨著計算機通信技術、計算機網(wǎng)絡技術和自動控制技術的快速發(fā)展與相互滲透，多智能體系統(tǒng)(Multi-agent systems，MASs)應運而生。在多智能體系統(tǒng)中，每個個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。
　　本文首先針對存在帶寬受限的多智能體編隊控制問題，本文提出了一種新的事件觸發(fā)傳

2、輸機制，該策略能保證在對系統(tǒng)性能影響較小的前提下有效減少觸發(fā)次數(shù)。然后，通過設計一種虛擬領導者的編隊控制策略，將二階多智能體系統(tǒng)編隊收斂問題轉(zhuǎn)化為帶有時變延時的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。最后，通過Lyapunov-Krasovskii函數(shù)和LMI技術，提出一種可同時得到觸發(fā)機制和控制器參數(shù)的協(xié)同設計方法。其次，研究了線性異構多智能體系統(tǒng)的編隊輸出調(diào)節(jié)問題。針對有向固定拓撲且存在外部擾動的異構多智能體系統(tǒng)，分別設計了動態(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，進一步得到滿足H∞性能指標且系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，并將其轉(zhuǎn)化為求LMI可行解的問題。針對采用動態(tài)輸出調(diào)節(jié)器的多智能體系統(tǒng)，采用一種錐補線性化算法找到該問題的可行解;而針對采用狀態(tài)反饋的多智能體系統(tǒng)，進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實現(xiàn)。再次，針對非理想環(huán)境下一般線性多智能體系統(tǒng)的編隊控制和避障問題，提出了兩種基于不同勢能函數(shù)的最優(yōu)避障編隊策略。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建模為圓形或矩形，提出了兩種新勢能函數(shù)。為解決智能體與智能體之間的避碰問題，設計了一種自適應檢測區(qū)域以保證智能體的安全性。然后，通過定義編隊誤差將該多智能體系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為閉環(huán)編隊誤差系統(tǒng)，并定義一種描述編隊和避障問題的性能指標。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的最優(yōu)性。最后，針對上述研究方法，利用Matlab仿真軟件及LMI工具箱分別對其進行求解