混合阶多智能体系统一致性问题的研究

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近十余年来,多智能体系统以其分布式控制这一优良的特性逐渐受到越来越多的重视和应用,而解决一致性问题是解决多智能体系统协调控制问题的关键。在工业应用中,由于各种影响因素或者实际任务需求,系统中个体的动态模型通常表现为不同形式,又因一阶、二阶和三阶积分器的物理意义明确,所以研究混合阶多智能体系统的一致性问题有极其重要的应用价值。本文运用代数图论、控制理论等相关知识对混合阶多智能体系统的一致性问题进行如下研究:其一,对连续时间混合阶多智能体系统的一致性问题进行研究,考虑了一阶和二阶混合阶系统、二阶和三阶混合阶系统以及一阶、二阶和三阶混合阶系统这三类不同的连续时间系统,针对不同系统中的二阶和三阶智能体分别设计相应线性滤波器,并分别针对每一类系统在有向固定拓扑下设计了两种一致性协议,得出了对应协议下系统达成一致性的充分条件,并进行数值仿真来验证理论的有效性。其二,研究了离散时间混合阶多智能体系统的一致性问题,考虑一阶和二阶、二阶和三阶以及一阶、二阶和三阶这三类离散时间混合阶系统,通过类比连续时间控制系统中微分方程的求解方法,对其中高于一阶的智能体进行降阶转化,在无向固定拓扑下对每一类系统设计了两种一致性协议,得出了对应协议下该三类系统达成一致性的充分条件,并通过数值仿真进行验证。最后,对本文中所有数值仿真图进行界面设计,使得仿真结果更加直观,也更加贴合现代信息化社会下的工作需求。
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