【摘 要】
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近年来,多智能体系统(MASs)的协同控制理论研究在国内外取得了显著的成果,其成果广泛的应用于实际工程领域中,例如无人机编队飞行、军事防空部署、航天器姿态控制等领域。一致性、编队与包围控制是MASs协同控制中重要的研究方向。相比于一阶系统来讲,二阶系统更具有实际的研究意义,更进一步考虑了速度。引入事件触发机制,可以大幅度的减少控制器的更新频率。在此基础上,进一步考虑通信带宽的有限性,智能体之间通讯
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近年来,多智能体系统(MASs)的协同控制理论研究在国内外取得了显著的成果,其成果广泛的应用于实际工程领域中,例如无人机编队飞行、军事防空部署、航天器姿态控制等领域。一致性、编队与包围控制是MASs协同控制中重要的研究方向。相比于一阶系统来讲,二阶系统更具有实际的研究意义,更进一步考虑了速度。引入事件触发机制,可以大幅度的减少控制器的更新频率。在此基础上,进一步考虑通信带宽的有限性,智能体之间通讯信息经过量化之后再交互,从而减少网络通信的带宽需求。文中的主要研究内容如下:首先考虑了基于事件触发的二阶MASs的量化追踪控制问题。假设在通信拓扑中至少有一颗向生成树,且领导者作为根节点。文中设计了与量化有关的事件触发函数,提出了基于信息量化的追踪控制协议,其中分别考虑了均匀和对数量化。通过分析Lyapunou函数的稳定性,得到了实现系统追踪控制的充分条件,其依赖于控制增益、量化参数和网络节点的相关矩阵。数值模拟结果表明在提出的控制算法下,所有的跟随者都收敛到领导者状态的一个有界球内。其次,分别研究了在均匀和对数量化下二阶MASs的包含控制问题。假设在通信拓扑中对于任何跟随者,至少有一个领导者有指向跟随者的有向路径。针对智能体自身能量有限的MASs,设计了基于事件触发的二阶MASs量化包含控制算法,通过Lyapunou函数和矩阵理论的稳定性分析,得到了系统趋于渐近稳定的充分条件,其依赖于控制增益参数、量化参数和网络节点的Laplace矩阵。数值模拟结果表明在提出的控制算法下,所有跟随者都能进入到领导者张开的凸包内,同时都跟随领导者一起运动。最后,假设在通信拓扑中对于任何跟随者,至少有一个领导者有指向该跟随者的一条有向路径。针对通信带宽有限性的问题,提出了基于事件触发的二阶MASs的量化编队-包含控制算法,其中考虑了均匀和对数量化。利用矩阵理论分析Lyapunou函数的稳定性,给出了MASs实现编队-包含控制时所满足的充分条件,其依赖于控制增益参数、量化参数和网络节点的Laplace矩阵。数值模拟结果表明在提出的控制算法下,不仅所有领导者能达到期望编队的队形,而且所有跟随者都能进入到领导者张开的有界凸包内,同时所有的跟随者都跟随领导者一起运动。
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