多智能体系统的分布式故障估计方法研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maldininikanjun
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智能体系统是一种具有独立性和自主性的系统,可以通过传感器感知环境,通过效应器自治地作用于环境,自主规划和选择执行策略,大大提高了工程中的工作效率,在实际工程中有着越来越广泛的应用。若干个单独的智能体系统通过通信网络互相协作完成复杂任务,这些单独智能体构成了复杂度更高的多智能体系统。多智能体系统由于其自身特殊性,比传统系统更容易发生故障。通过互相通讯合作的方式可以让多智能体系统完成共同目标或独立目标,如果其中一个智能体发生故障时,往往会对其它智能体产生影响并造成整个多智能体系统无法完成工作。在多智能体系统中引入故障检测与估计技术可以很好的解决上述问题。本论文利用鲁棒线性矩阵不等式技术和Lyapunov函数稳定性理论,研究了多智能体系统的_∞鲁棒性能,实现多智能体系统在故障情况下,利用设计的分布式故障估计观测器,能够有效的估计故障发生的类型及大小,并保证系统的稳定性。在前面研究基础之上,通过引进分布式中间故障估计器,消除了观测器匹配条件,进一步提高了故障估计的性能。全文的主要工作总结如下:(1)针对一类带有模型不确定性的多智能体系统研究分布式故障估计观测器设计问题。首先基于有向通信拓扑定义相对输出估计误差。然后利用构建的可调节参数,设计一种新的分布式故障估计观测器,实现对状态和故障的同时估计。在_∞极点配置法的基础上,得到可实现的分布式误差估计增益。最后,对该方法在带有扰动和未考虑扰动两种情况下的有效性和可行性进行了分析。(2)针对一类多智能体系统研究基于中间估计器的故障估计问题。不同于(1)中的工作,提出了一种基于中间估计器的新型分布式故障估计方法,消除了现有的故障估计方法大多都需要满足观测器匹配条件的限制。利用故障分布矩阵的性质,设计一种中间估计器,对状态和故障同时进行估计。通过构建同时包含原系统状态和中间估计变量的新Lyapunov函数,获得了分布式故障估计器存在的充分条件和分布式故障估计观测器的增益矩阵。最后分别针对满足观测器匹配条件和不满足观测器匹配条件两种情况下验证所提方法的有效性。最后,对全文所做工作进行了总结,指出目前多智能体系统分布式故障估计理论研究中存在的一些问题和进一步发展方向,并对未来的研究工作进行展望。
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