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网络化多智能体系统一制性研究

陈金焕  
【摘要】:网络化多智能体系统(networked multi-agent systems,简称NMASs)是由多个通过通信网络相互交流、相互协作的智能体组成的系统.它在传感器网络、移动机器人系统、智能交通控制等领域具有广泛的应用.NMASs的一致性是指智能体采用基于邻居信息的分布控制协议达到相同的状态,它是协调控制的基本问题之一.本文研究具有一般线性动态NMASs的一致性和均方一致性问题,主要内容包括: 1.对具有连续时间动态的NMASs,在采样环境下,采用观测器基础上的具有通信时延的一致性协议,分别建立了系统在固定连接拓扑和Bernoulli切换拓扑下达到一致和均方一致的模型.然后,通过矩阵理论和代数图论,将多智能体系统的一致性或均方一致性问题等价地转化为N-1个时滞系统的稳定性或均方稳定性问题.在系统有有向生成树的前提下,通过选择连接权重,N-1个时滞系统可以统一为一个时滞系统,其镇定性或均方镇定性可通过求解线性矩阵不等式(LMIs)得到.最后证明,如果LMIs是可行的,那么存在反馈增益矩阵K,G和连接权重ωij使得NMASs达到一致或均方一致当且仅当拓扑图或切换拓扑图的并图含有有向生成树. 2.对具有随机丢包的NMASs,假设所有通信通道中丢包过程是一致的并且服从Markov分布,采用状态反馈一致性协议,根据矩阵理论、代数图论和离散时间马尔可夫跳变线性系统理论,建立了NMASs达到均方一致的一系列充要条件.然后,将上述结论推广到了通信通道中同时具有随机丢包和时延的情形.最后,通过数值算例验证了结论的正确性.


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