具有领导者的多智能体系统协同控制研究

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1、具有领导者的多智能体系统协同控制研究梁洪晶李平渤海大学工学院摘要：本文主要介绍了多智能体系统的分布式控制问题.首先，给出了图论的相关知识,这类知识是研宂多智能体系统协同控制的必备的基础理论，然后讨论了具有同构系统动态的追踪问题，再进一步考虑具有结构不确定，并且每个追随者都受到外部扰动的情况.利用分布式补偿器解决了系统结构不一致的难题，再利用内模原理克服了系统不确定的难题.最后阐述了多智能体系统的包含控制问题，通过设计恰当的分布式协议，使得所有追随者的信息收敛到多个领导者所形成的凸包内.最后进行了协同控

2、制的展望.关键词：协冋控制;追踪;输出调节;包含控制;作者简介：梁洪晶(1986-),男，博士，讲师，主要从事多智能体系统协同控制、输出调节及包含控制问题方面的研究.lianghongjing99@163.com.收稿日期：2017-01-06基金：国家自然科学基金项目(No:61703051;No:61503037)Researchoncooperativecontrolofmulti-agentsystemswithleadersLIANGHong-jingLIPingCollegeofEngin

3、eering,BohaiUniversity;Abstract：Thispaperpresentscooperativecontrolofmulti-agentsystems.First,someknowledgeaboutgraphtheoryhasbeenaddressed,whicharethenecessarybasictheoriesinresolvingthecooperativecontrolproblems.Thenwepresentthetrackingproblemsofident

4、icalcertainnetworks.Moreover,thecasethatthedynamicsoftheagentsarcuncertain,andallthefollowerssuffertheexternaldisturbancearediscussed.Toovercometheseproblem,thedistributedcompensatorandinternalmodelmethodareused.Atlast,thesekindsoftrackingproblemsareext

5、endedtostudythemultipleleaders.A11thestatesoroutputsofthefollowersconvergetotheconvexhulloftheleaders’statesoroutputs.Somefutureworksaboutcooperativecontrolaregivenattheendofthispaper.Keyword：cooperative;tracking;outputregulation;containmentcontrol;Rece

6、ived：2017-01-060引言人们在研宄社会群体的智能行为中发现，大部分动物活动都涉及到同类之间的相互合作、制约等，形成一个群体.如图所示的成群的小蚂蚁，在搬运食物的时候，会有成千上万的蚂蚁出动，虽然数量众多，却井而有序；自然界中的蜜蜂，在筑巢的时候并没有哪只蜜蜂设计图纸，但它们却分工明确，筑成丫科技感十足的蜂巢;海洋中的一些鱼群，游泳的速度非常快，彼此之间却能保持编队，不会碰撞，不会混乱，即使遭遇袭击之后也能迅速恢复队形.自然界中的这些合作的例子并没有集中在某个中央的控制下，但却通过彼此之间的

7、某种传输机制来交换信息，完成单个体不能完成的任务.这种奇怪而又高级的特性引起了各个领域的专家们的注意，他们试图丫解这些群体的N部工作机理，并期望把这种机理运用到社会系统中，并且己经取得了一些成就，如在航天器设计、机器人编队系统、水下航行器系统或者无人飞机等复杂智能系统中.近些年，在控制领域的很多专家学者试图从理论上真正揭示出这类现象的木质，并广泛的应用到实际生活中.因此，多智能体系统的研究应运而生.早在1977年，Hewitt提出了一种并发的Actor模型.这个模型屮包含了具有自控行为，相互作用，并发

8、执行的对象，被称为Actors.他们不仅封装了内部状态，还通过消息传递机制进行通信和并发工作，最早的多智能体系统被称之为Actors.多智能体系统是由多个具有独立完成任务能力的个体组成，所有的个体之间基于指定的拓扑结构进行合作，通信，竞争等，完成单个体所不能完成的任务IL21.多智能体系统不同于复杂网络，复杂网络的每个节点可能不能够独立完成任务，如每个神经元，只有所有的神经元在一起冰能构成一个神经系统.一般情况下，此种通讯具有一定的兽棒性能，如果整个网络