多智能体系统的固定时间一致性研究

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近年来,多智能体系统协调控制的研究引起了计算机、自动控制、数学等领域研究学者的广泛关注,尤其是对一致性问题的研究。若系统中存在多个领导智能体,相应的一致性问题也称为包含控制问题,在民用和军事领域都有着广泛的应用。本文主要研究多智能体系统的固定时间包含控制问题。首先,研究了有向网络拓扑下非线性多智能体系统的固定时间包含控制。然后,对于具有外部干扰的多智能体系统的固定时间包含控制进行了深入研究。最后,基于事件触发研究多智能体系统的固定时间包含控制。论文的具体工作如下:1.研究了非线性多智能体系统在有向网络拓扑下的固定时间包含控制。在实际应用中智能体系统的通信拓扑一般是有向的。相比于无向网络拓扑,对有向网络拓扑的分析更加复杂。本文在前人研究单个领导下固定时间包含控制问题的工作基础上,设计了分布式跟踪控制协议来跟踪领导智能体,再利用代数图论、矩阵理论和固定时间稳定性理论实现了非线性多智能体系统的固定时间包含控制。2.研究了非线性多智能体系统在具有外部干扰下的的固定时间包含控制问题。在实际应用中,多智能体系统会受到外部干扰的影响。所以,设计的控制协议对外部干扰具有鲁棒性。在具有外部干扰的情况下,本文设计的控制协议能够实现多智能体系统的固定时间包含控制。最后,基于代数图论、矩阵理论和固定时间稳定性理论,证明了理论结果的正确性。3.研究基于事件触发的多智能体系统的固定时间包含控制问题。在一致性问题研究中,通过引入事件触发函数,使得跟随智能体在满足触发条件时才更新控制输入,能有效地节约通信和计算资源。同时,利用代数图论、矩阵理论和固定时间稳定性理论,证明了所设计的协议能够在固定时间内实现跟踪控制,且不存在Zeno行为。
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