收藏本站
收藏 | 论文排版

多智能体系统一致性若干问题的研究

佘莹莹  
【摘要】: 近年来,随着应用的需要和技术的发展,多智能体系统的协调控制在世界范围内掀起了研究热潮。作为多智能体系统协调控制的基础,一致性问题主要是研究如何基于多智能体系统中个体相互之间有限的信息交换,来设计合适的算法,使得所有智能体的状态达到某同一值的问题。本文以多智能体系统为研究背景,以图论为工具,重点分析了快速一致性算法和有限时间一致性问题,并研究了基于一致性理论的水下智能体群的运动稳定性问题。 在多智能体系统的一致性控制中,系统收敛速度的分析非常重要。许多工程系统都要求保证一定的收敛速度。因此,如何提高系统的收敛性能显得十分必要。给定一个系统,其收敛速度是由该系统通讯网络拓扑结构的代数连通度决定的。在不改变网络的拓扑结构,并且不需要额外增加个体间通讯的情况下,本文针对如何提高一阶系统和二阶系统的收敛速度分别给出了相应的解决方法。针对一阶多智能体系统,设计了PI控制器,使系统在不增加最大控制能量的条件下能够比使用标准一致性算法更快的达到一致。在这种方法中,通过利用控制系统中更多的有效信息,来确定智能体的下一步状态。应用频域中的分析方法,得到了加快系统收敛速度的充分条件。由于通讯网络中不可避免的存在个体本身和其它个体之间的时滞问题,本文进一步分析了在具有输入时滞和通信时滞的条件下,系统使用所提出的快速一致性算法的稳定性问题。针对二阶多智能体系统,首先在无向网络下设计了PI控制器,基于给定的条件,分析得到了系统能够快速的达到静态一致和动态一致的充分条件。随后,在有向网络下,提出了一类基于智能体当前状态和过去状态的一致性控制算法,分析了系统在该控制算法作用下的稳定性问题,并得到了系统实现快速静态一致性和快速动态一致性的充分条件。进一步,将提出的算法在多智能体系统的快速编队控制中进行了应用。以上理论分析的结果表明系统能否实现快速一致与Laplacian矩阵的特征值,网络的结构和连通性密切相关。仿真结果表明所提出的几类快速一致性控制算法能大大提高系统的收敛性能。 目前已有的大多数一致性算法都是使得多智能体系统状态达到渐近稳定,但是,实际上系统的状态变量是不能在有限的时间内达到平衡状态。所以使得系统在有限时间内达到稳定是非常必要和必需的。本文利用Lyapunov有限时间稳定性理论和矩阵理论,分析了多智能体系统的有限时间一致性问题。针对存在通信约束的多智能体系统有限时间一致性问题,提出了一类连续的非线性一致性算法,分析表明当系统个体间的通信网络拓扑结构为连通图的情况时,该算法使得系统具有通信约束时能够在有限时间内达到一致。进一步给出了系统收敛时间的上界,该时间上界由选取的Lyapunov函数,无向图的Laplacian矩阵以及系统的初始状态决定。随后,研究了基于一般非线性函数的有限时间一致性算法,并且给出了该算法使得系统在有限时间内收敛的非线性函数项必须满足的条件。本文针对不忽略智能体质量的情况,也给出了系统有限时间一致性算法的设计方法。随后研究了多智能体系统的有限时间跟踪控制问题。针对领导者状态是时变的情况,提出了一类非线性有限时间跟踪控制算法,在固定网络拓扑结构下,分析得到了该算法使得系统中跟随者状态在有限时间内与领导者状态达到一致的充分条件;在切换网络拓扑结构下,提出了一类有限时间跟踪控制算法,在领导者的状态是时不变的情况下,给出了该算法使得系统实现有限时间跟踪控制的充分条件。 受一致性理论的启发,基于领导-跟随者模型,针对三类不同的通信情况分别提出了相应的水下智能体群的队形控制和群运动控制模型。在所提出模型的基础上,使用一致性理论,给出了使得所有跟随者能够跟随领航者在水中以规定的队列沿着指定的运动方式前行的系统条件。进一步,在具有通信约束的情况下,对每一个水下智能体设计一个分布式控制器,使得水下智能体间的通信时滞在一定范围内,所有的水下智能体仍然能够全局渐近地收敛至期望速度和期望队形。由于该时滞上界是依赖于网络参数的,所以具有更低的保守性。 最后,对全文的研究工作做了总结,并对需要进一步开展的研究工作进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 连文瑜;刘佳;张运喜;李伟勋;;非线性多智能体系统的分布式编队控制[J];天津职业技术师范大学学报;2018年02期
2 卢闯;王晓东;王蒙一;;异构多智能体系统时变编队控制研究[J];战术导弹技术;2019年05期
3 王晓波;邢建春;李决龙;王荣浩;;多智能体系统快速有限时间平均一致性协议研究[J];微电子学与计算机;2018年05期
4 朱雪芳;彭力;;一阶时滞多智能体系统一致性研究[J];现代制造技术与装备;2019年08期
5 杨正全;潘小芳;张青;陈增强;;具有区域约束的一阶多智能体系统的有限时间编队控制(英文)[J];Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering;2021年01期
6 赵学远;周绍磊;祁亚辉;王帅磊;;有向切换拓扑下多智能体系统编队控制[J];计算机仿真;2021年01期
7 呼文军;马忠军;马梅;;领导—跟随多智能体系统在分布式自适应控制下的滞后一致性[J];广西师范大学学报(自然科学版);2018年01期
8 杨亚桥;吴晓锋;林茜;;多智能体系统的二阶一致性跟踪问题[J];海军工程大学学报;2012年02期
9 韩易言;张豪;徐自强;;有向拓扑图下基于脉冲协议的离散非线性多智能体系统一致性[J];西南师范大学学报(自然科学版);2017年11期
10 王祥科;李迅;郑志强;;多智能体系统编队控制相关问题研究综述[J];控制与决策;2013年11期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 陈增强;;多智能体系统鲁棒编队跟踪控制及包容控制研究[A];2015年中国自动化大会摘要集[C];2015年
2 杨洪勇;刘启明;;时延不同的二阶多智能体系统的编队控制[A];2009中国控制与决策会议论文集(1)[C];2009年
3 樊莉;王健安;;二阶多智能体系统在通信时延下的安全一致性研究[A];第32届中国过程控制会议(CPCC2021)论文集[C];2021年
4 郜晨;何潇;王子栋;周东华;;基于PI控制的多智能体系统可一致性充要条件:广义Nyquist判据[A];第32届中国过程控制会议(CPCC2021)论文集[C];2021年
5 胡鹏林;潘泉;武胜帅;马骏;郭亚宁;;基于迁移强化学习的多智能体系统协同编队避障与防撞控制[A];2021中国自动化大会论文集[C];2021年
6 王琦;郭飞;张安通;郭煜;强以铭;;具有通信时延的多智能体系统分布式编队控制研究[A];“第四届水下无人系统技术高峰论坛”——有人/无人协同技术论文集[C];2021年
7 苏枝轩;马磊;杨春雨;;多时间尺度多智能体系统的事件触发协同控制[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
8 姚佳伟;黄辰宇;袁烽;;基于多智能体系统的环境性能化建筑群形态生成设计方法研究[A];数智营造:2020年全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会论文集[C];2020年
9 张文广;郭振凯;;一类高阶多智能体系统的一致控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 金英花;吴晨;王世丽;;带有时滞的二阶多智能体系统群集运动分析[A];数学力学物理学高新技术交叉研究进展 ——中国交叉科学学会第十七届学术年会论文集[C];2018年
11 杨熙;王金枝;;Leader-Follower结构下多智能体系统一致性的鲁棒性能分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
12 张馨元;陈中高;吉国华;;基于多智能体系统的建筑自动排布工具原型研究[A];数字技术·建筑全生命周期——2018年全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会论文集[C];2018年
13 贺晨龙;黄丽湘;张继业;;多车辆编队协作控制[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文摘要集[C];2007年
14 方浩;;高阶/非线性多智能体一致性控制发展研究[A];2012-2013控制科学与工程学科发展报告[C];2014年
15 杨熙;王金枝;;多智能体系统一致性的鲁棒性分析[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
16 薛宏涛;沈林成;;基于协进化方法的多智能体系统及其符号演绎理论模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
17 周濟群;章正儀;江韋達;;跨地区比較財務報告中文字與數值資訊的一致性[A];2014第六届海峡两岸会计学术研讨会分会场讨论论文摘要集[C];2014年
18 吴迪;朱霞;苗丹民;;不同水平信源一致性对于说服影响的研究[A];第十九届全国心理学学术会议摘要集[C];2016年
19 王煊;储星;;动态事件条件驱动的多航天器编队系统分布式无领导编队控制研究[A];第十二届多体动力学与控制暨第七届航天动力学与控制和第十五届全国分析力学联合学术会议会议论文摘要集[C];2021年
20 王伟;吴树范;宝音贺西;;小行星附近航天器最优编队控制[A];第十二届多体动力学与控制暨第七届航天动力学与控制和第十五届全国分析力学联合学术会议会议论文摘要集[C];2021年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 佘莹莹;多智能体系统一致性若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
2 范铭灿;多智能体系统的一致性及编队控制研究[D];华中科技大学;2015年
3 彭科;带领导者的多智能体系统中的一致性问题研究[D];上海交通大学;2009年
4 夏红;多智能体系统群一致性与编队控制研究[D];电子科技大学;2014年
5 林伯先;复杂约束条件下多智能体系统鲁棒一致性跟踪控制研究[D];电子科技大学;2020年
6 崔冰;多智能体系统协同一致性追踪问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
7 李阔;基于状态重构的非线性多智能体系统一致性控制[D];燕山大学;2020年
8 陈凯锐;多智能体系统一致性控制若干问题研究[D];广东工业大学;2017年
9 杨新荣;广义多智能体系统的一致性问题研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
10 谭冲;基于预测控制方法的网络化多智能体系统一致性问题研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
11 黄超;多智能体系统协同控制若干问题研究[D];浙江大学;2015年
12 曹倩;多智能体系统一致性算法及其在微网中的应用[D];电子科技大学;2016年
13 陈国勇;丢包环境下线性多智能体系统一致性及应用[D];中国科学技术大学;2021年
14 卫佳;网络化多智能体系统的一致性研究[D];华中科技大学;2013年
15 Ruchdee Binmad;多智能体系统中信任恢复框架的计算模型[D];大连理工大学;2019年
16 罗凯;多智能体系统的动态覆盖控制研究[D];华中科技大学;2019年
17 时良仁;输入饱和多智能体系统的半全局鲁棒及输出一致性[D];上海交通大学;2018年
18 赵亚东;线性多智能体系统的抗干扰协同控制器设计研究[D];上海交通大学;2018年
19 陈东亮;网络化多智能体系统编队控制策略设计及实验验证[D];哈尔滨工业大学;2019年
20 魏波;多智能体系统的事件驱动设计与同步分析[D];哈尔滨工业大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 潘勇;多智能体系统一致性与多机器人编队控制研究[D];杭州电子科技大学;2016年
2 苏赛军;网络化多智能体系统的协调控制及一致性问题研究[D];中南大学;2011年
3 权洁;基于一致性协议的多智能体系统编队控制研究[D];南京邮电大学;2014年
4 王京;多智能体系统编队避障算法研究[D];华东理工大学;2013年
5 高力;二阶多智能体系统在异构拓扑下的一致性问题研究[D];杭州电子科技大学;2017年
6 吴僖慧;间歇控制下带噪声的二阶多智能体系统的一致性问题[D];郑州大学;2017年
7 程美玲;异质多智能体系统输出二分一致性问题研究[D];西南交通大学;2017年
8 张顺;移动多智能体系统的编队控制及其鲁棒性分析[D];鲁东大学;2012年
9 张晓红;具有约束条件的多智能体系统一致性与编队控制研究[D];燕山大学;2016年
10 罗莉;多智能体系统一致性的研究[D];电子科技大学;2021年
11 高海云;非理想通信条件下多智能体系统的群一致性[D];江南大学;2020年
12 王晓宇;异质多智能体系统的二分一致性[D];青岛大学;2020年
13 董高森;基于动态拓扑的多智能体系统一致性研究[D];重庆邮电大学;2020年
14 吴爽爽;速度不可测的多智能体系统一致性问题研究[D];江南大学;2017年
15 王航飞;基于事件驱动的多智能体系统的环形编队控制研究[D];华北电力大学;2015年
16 童硕;时延影响下的合作-竞争异质多智能体系统分组一致性[D];重庆邮电大学;2021年
17 胡玉莹;基于领航—跟随法的有限时间旋转一致性及编队控制研究[D];大连海事大学;2018年
18 邓享聪;异步多智能体系统的群一致性动力学研究[D];电子科技大学;2021年
19 陈南凯;多智能体系统的协同一致性及应用研究[D];湖南大学;2016年
20 刘新新;带有独立拓扑的离散异质多智能体系统精确一致性控制[D];西安电子科技大学;2021年
中国重要报纸全文数据库 前14条
1 记者 秦洪湖;“四个力度”做到“三个一致性”[N];中国国门时报;2005年
2 本报记者 赵乐瑄;AI给电子游戏带来了什么?[N];人民邮电;2021年
3 江西省赣州市委常委 组织部长 孙正森;践行群众路线要坚持四个“一致性”[N];中国组织人事报;2014年
4 每经评论员 王琳;对超越科技信披一致性等问题应予重点关注[N];每日经济新闻;2021年
5 本报记者 刘国民;粤港澳形成一致性金融交易市场很重要[N];中国贸易报;2020年
6 本报记者 常丽君;让人类与机器人联手[N];科技日报;2016年
7 ;需提高数据的一致性及设备自身抗震能力[N];中国电子报;2009年
8 本报记者 孙红;企业期待实现“一致性”[N];中国汽车报;2001年
9 ;保证执行与计划的一致性[N];中国计算机报;2004年
10 本报记者 张蓝飞;过评一致性只是“长征”第一步[N];医药经济报;2018年
11 本报评论员;正确处理一致性和多样性的关系[N];人民日报;2015年
12 民建重庆市委理论宣传委员会参政议政委员会副主任 赵宾;一致性和多样性关系的历史经验与启示[N];人民政协报;2015年
13 本报记者 李国辉;全国政协委员葛华勇:加强支付产业一致性监管[N];金融时报;2020年
14 编译 王悠然;“营养一致性”有助稳定地球生态系统[N];中国社会科学报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978