【摘 要】
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随着近年来现代科技迅速发展,生物、计算机、信号处理、人工智能等学科走向更深层次融合。多智能体系统协同控制的研究日益受到各领域学者青睐和重视。分群一致性作为更实际化和复杂化的多任务完成策略,将系统分为多个子群,不同的子群分别实现状态渐近收敛至不同值。考虑到实际网络中系统带宽和能量有限,基于图论、代数理论、系统稳定性理论以及矩阵论等知识,本文结合事件触发控制方法来深入讨论多智能体系统的分群一致性问题。
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随着近年来现代科技迅速发展,生物、计算机、信号处理、人工智能等学科走向更深层次融合。多智能体系统协同控制的研究日益受到各领域学者青睐和重视。分群一致性作为更实际化和复杂化的多任务完成策略,将系统分为多个子群,不同的子群分别实现状态渐近收敛至不同值。考虑到实际网络中系统带宽和能量有限,基于图论、代数理论、系统稳定性理论以及矩阵论等知识,本文结合事件触发控制方法来深入讨论多智能体系统的分群一致性问题。内容编排如下:首先,考虑到系统存在合作-竞争交互关系,结合有限时间控制器来研究了基于事件触发的无领导多智能体系统分群一致性问题,给出了一个分布式事件触发的控制协议和状态触发通信传输的条件。该协议控制下智能体只需与局部范围内的邻居之间通信即可实现系统分群一致控制,可有效降低能源花费和控制器更新频率。结合图论、Lyapunov稳定性理论与矩阵论来对系统稳定性推理验证,证明所提控制协议在事件触发机制作用下可实现无领导多智能体系统的有限时间分群一致,且不存在Zeno行为。接着把理论结果推广到领导-跟随多智能体系统。通过仿真实例检验了理论结果的可行性。其次,考虑到有限时间分群一致性的收敛时间受初始状态的限制,结合固定时间控制器和事件触发方法进一步讨论了带有不确定非线性动力学的无领导多智能体系统分群一致性问题。分别给出了集中式与分布式事件触发分群一致性控制协议。在所给出协议控制下智能体个体不受入度平衡条件限制,其收敛时间不再依赖初始状态,且只需自身状态信息与局部范围内的邻居智能体进行通信系统即可在固定时间内快速实现分群一致性,极大降低了系统能耗与控制器更新的频次。结合图论、Lyapunov稳定性理论与矩阵论证明所给出的控制协议在事件触发机制作用下系统可实现固定时间分群一致,且不存在Zeno行为。仿真实例进一步检验了理论结果的可行性。最后,对本文结合事件触发方法来研究多智能体分群一致性的相关工作进行总结,并对分群一致性相关后续研究工作进行展望。
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