多个体系统的一致性控制问题

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随着人类社会的不断进步,科学技术的不断发展,生产和生活的控制和管理问题得到了广大学者的普遍关注。本文主要研究控制理论中的一致性问题。一致性问题(consensus problem)的研究在计算科学中已经有很长的历史,它是分布式计算理论的基础。一致性问题的开创性工作始于1960年在管理科学及其统计学领域的研究,在自动化理论及现代控制理论中得到进一步发展。近十几年来,由于在无人飞行器的协作控制、自动操作高速公路系统的调度、卫星群的信息控制、多移动机器人的最优分配等方面有广泛的应用,多个体网络系统的协调控制问题得到了物理学家、计算机学家和控制理论专家的广泛关注。   本文主要研究了两类高维多个体系统,即离散时间系统和连续时间系统的一致性控制问题。论文的内容概括如下:   首先,研究了离散多个体系统的一致性问题。对于一类高维离散多个体系统,提出了一种静态一致性控制协议,把一维多个体系统的研究成果推广到了高维情形;对于2-维离散多个体系统,给出了一种动态一致性控制协议,把二维连续多个体系统的相关成果部分的推广到了离散多个体系统中。两种情形下,都得到了闭环系统实现一致的充分必要条件,给出的仿真例子验证了所提出的控制协议的有效性。   其次,对于高维连续时间多个体系统,把二阶连续时间多个体系统的一致性方面的研究结果推广到了高阶情形。分别设计了静态和动态的一致性控制协议,给出了闭环系统达到一致的充分必要条件。仿真实验验证了所得结论的正确性。   与已有文献相比,本文在更大的范围内研究了多个体系统一致性问题,给出了一系列新形式的控制协议,并在这些新形式的控制协议下,对闭环系统的一致性实现的条件给出完全的描述,推广和改进了已有的结果。
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