多智能体系统(Multi-Agent Systems)是指一个网络化的系统,它由多个智能体组成,这些智能体通过局部的信息交互与协调合作来完成大规模的控制任务。一致性问题是MASs研究的核心问题:系统通过设计的一致性协议,使得系统中所有个体的状态信息值最终趋于一致。然而,在切换拓扑下的MASs的实际应用中,智能体之间过多的通信量和计算量会大量消耗传感器的能源。因此,目前对切换拓扑下MASs的一致性协议的优化主要集中在减少智能体的通信能源损耗和计算能力占用。本文的主要研究内容如下:本文分别从离散和连续两个维度,研究了切换拓扑下的MASs一致性问题。首先,对现有的基于切换拓扑和离散时间的一致性协议进行优化,设计了一种改进的基于切换拓扑和离散时间的一致性协议,该协议中各智能体只需考虑两侧的最远邻居智能体的状态信息,从而大大减少了智能体的计算量。然后,对现有的基于切换拓扑和连续时间的一致性协议进行优化,设计了一种改进的基于切换拓扑和事件触发策略的一致性协议,该协议引入事件触发策略来减少智能体控制器的更新频率,智能体在达到事件触发条件前的每个事件触发时间间隔上只需保持其控制器不变,从而大大减少了智能体的通信量。目前离散时间一致性协议的研究重点在于如何设计一致性协议,使得MASs在达到一致性的同时,尽可能地减少智能体在每次迭代中的通信量和计算量,并在保证系统稳定性的前提下,尽可能扩大调整因子的范围,以加快MASs的收敛速度。基于切换拓扑和离散时间的一致性协议通常以MASs能始终保持连通性为前提进行研究。但在大多数离散时间一致性协议下,MASs的连通性是不能始终保持的,而失去连通性的MASs就不能收敛到一致。本文从保持MASs连通性的角度出发,提出了一种改进的基于切换拓扑和离散时间的Hegselmann-Krause一致性协议,该协议能保持MASs的实时连通性,确保MASs达成一致。而且,基于该协议,智能体只需考虑邻域上两个状态值距离最远的邻居智能体的状态信息,从而大大减少了智能体的计算量。目前事件触发一致性协议的研究重点在于如何设计事件触发器,使得系统在达到一致性的同时,尽可能减少智能体的控制输入的更新次数。事件触发一致性协议通常以MASs的系统拓扑是固定拓扑为前提进行研究。但有关研究发现具有切换拓扑的网络化系统更符合实际的工程应用,因此设计符合网络切换变化的MASs的事件触发一致性协议更为重要。本文从将事件触发策略和切换拓扑相结合的角度出发,提出了一种改进的基于切换拓扑和事件触发策略的一致性协议,该协议能有效降低切换拓扑下的MASs中智能体的控制输入的更新频率,减少系统的能耗。同时,考虑到MASs的连通性可能无法保持,采用了一种基于约束集的网络连通算法来保持MASs的实时连通性,确保MASs达成一致。