论文部分内容阅读
近些年,多智能体系统的研究得到广泛的关注。这主要是因为多智能体系统在协同控制领域和通讯网络领域的宽广应用和潜在的价值。多智能体系统的编队控制作为协同控制领域的重要研究方向,具有重要研究价值和意义。通过认识和学习自然界中编队现象的内在规律,我们能创造更加和谐的环境并服务社会。多智能体系统的编队控制的重点是设计分布式控制协议,使得具有多个时变时延的多智能体系统在受限制的信息交换、不确定的变化的拓扑结构及外部的干扰条件下,依然能实现期待的编队和理想速度并保持稳定。 基于以上的分析,本文运用代数图论、矩阵论、控制理论和稳定性理论并采用领导者跟随者的策略来研究二阶多智能体系统的分布式编队控制问题。 首先,在无向图中考虑到智能体间的通讯网络会变化、中断和存在多个变化的时延,研究具有多时变时延的二阶线性多智能体系统在联合连通的切换拓扑结构下的编队控制问题。设计分布式编队控制协议,将原系统通过模型转换和分解变成多个误差系统,利用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论分析系统的稳定性,以线性矩阵不等式的形式给出多智能体系统实现理想编队并保持稳定的充分条件。 然后,考虑到系统的通信拓扑结构存在不确定性,研究具有多时变时延的二阶不确定多智能体系统在联合连通的拓扑结构下的编队控制问题。设计分布式编队控制协议,运用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论分析系统的稳定性,应用Schur补引理将非线性矩阵不等式转换为线性矩阵不等式,给出系统达到期待编队的充分条件。 最后,在有向图中考虑到系统的输入存在非线性干扰且拓扑结构存在不确定性,首次研究具有多时变时延的二阶非线性多智能体系统在切换拓扑结构下的编队控制问题。假设系统的领导者联合可达,分别基于虚拟领导者和真实领导者的策略提出分布式编队控制协议,运用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论、Schur补引理并引入自由权矩阵,以线性矩阵不等式给出系统达到理想编队的充分条件和最大的通讯时延的判据。