【摘 要】
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近些年,随着无线传感网络、群体机器人以及无人飞行器编队等问题的广泛应用,多智能体系统的协作控制问题已经成为了控制理论领域中的热点问题,其中系统的一致性是其基本问题
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近些年,随着无线传感网络、群体机器人以及无人飞行器编队等问题的广泛应用,多智能体系统的协作控制问题已经成为了控制理论领域中的热点问题,其中系统的一致性是其基本问题。协作控制任务中使用一致性算法的主要包括编队控制,集群理论,交会和同步问题等。这些协同控制主要应用在以下几个领域:交通系统(智能高速公路,空中交通管制等),军事系统(编队飞行,监视,侦察等)和移动传感器网络(环境采样等),根据协同控制在工程方面的广泛应用,可以很清楚的看到多智能体系统的一致性在现实中具有举足轻重的作用。本文通过常见的一致性控制协议,针对不同的多智能体系统,提出了基于状态量化以及输入量化的一致性协议,实现了系统的一致性,主要研究内容如下:1.对于一阶多智能体系统,研究了相邻智能体之间只有有限通信情况下系统的一致性,特别的,针对相对状态的量化值和绝对状态的量化值分别作为控制参数设计控制协议,利用非光滑函数分析方法分别推导出了使用均一量化器和对数量化器的收敛结果。2.对于二阶多智能体系统,基于相对位置信息的量化值并结合脉冲控制,改进了一致性协议,证明了对任意的量化精度,如果脉冲间隔小于一个常数,那么多智能体系统的状态都能达到相同这一任务。3.对于非线性多智能体系统,通过使用Backstepping方法推导出了一个中间控制协议,然后以量化输入的方式作用到多智能体系统,本文采用滞环量化器用来避免抖振现象,考虑到现实工程中出现的诸多问题,本文同时考虑了干扰和不确定性,并且使用自适应律对其进行估计,从而解决了多智能体系统的一致性问题。利用李雅普诺夫函数证明了在上述控制律的作用下多智能体系统的稳定性,同时利用Matlab仿真验证了上述控制律是有效的并且也是可行的。
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