多智能体系统的抗干扰双边包含研究

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随着多智能体系统协同控制在社会、医疗等方面的广泛应用,双边包含问题作为其中的一个分支已引起广泛关注。在实际情形下,形式各异的干扰不可避免地会影响多智能体系统。外部扰动不但妨碍智能体的正常运作,还削弱了系统的稳态性能。为了达到精度更高、执行力更强的多智能体系统协同控制,本文主要探讨抗干扰双边包含控制的分析和控制器设计问题,分别考虑有界干扰、由线性或者非线性外干扰系统产生的干扰等现实因素,相应地提出了控制协议以达到双边包含控制。主要内容包括:针对多智能体系统双边包含控制稳定时间的实际需求,分别在系统为一阶系统和二阶系统并且受到有界匹配扰动影响的情况下,研究了固定时间双边包含问题。基于固定时间稳定性理论,设计了相应的控制算法,并给出了系统在固定时间内实现双边包含的条件。特别地,对于二阶多智能体系统,基于滑模控制方法和稳定性理论,进而得到了与初始状态无关的收敛时间的精准表达式。针对合作竞争通信网络下含未知干扰的多智能体系统的双边包含控制问题,分别研究了两种不同的现实情况,即较易直接得到智能体的状态信息时,可设计基于状态反馈的控制器;不能或者不易直接得到智能体的状态信息,可设计基于输出反馈的控制协议以降低实际工程中测量状态值的高成本。通过矩阵论和合适的李雅普诺夫方法,可得双边包含控制在一定条件下可以实现。针对由异构非线性系统产生的外部扰动,提出一类干扰观测器对其进行有效评估与主动补偿。结合动态增益方法,得出时刻变化的参数以实时处理动态扰动中的非线性项。结果表明,根据以上双边包含控制算法,多智能体系统和外部扰动系统最终可以在一定条件下达到稳定且系统参数趋于常数。
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