多智能体系统的分布式自适应控制.pdf

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1、多智能体系统的分布式自适应控制作者姓名李红霞导师姓名、职称李俊民教授一级学科数学二级学科运筹学与控制论申请学位类别理学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1207122444分类TN82号O231密级公开西安电子科技大学硕士学位论文多智能体系统的分布式自适应控制作者姓名：李红霞一级学科：数学二级学科：运筹学与控制论学位类别：理学硕士指导教师姓名、职称：李俊民教授提交日期：2014年12月DistributedAdaptiveControloftheMulti-agentSystemsAthesissub

2、mittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMathematicsByLihongxiaSupervisor:Prof.LijunminDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

3、究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得

4、学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要多智能体系统的一致性在自然界中是普遍存在的，比如鸟群，鱼群，大雁迁徙等。近些年，由于其在生物系统，传感器网络，无人飞行器，机器人以及水下智能体等一致性问题中的应用，多智能体系统的一致性成为控制理论的一个重要研究方向。本文主要研究了位置和速度具有独立拓扑结构的二阶非线性多智能体系统和异质多智能体系统的一致性问题。主要内容包括以下几部分：首先，本文给出了研究多智能体系统所需要的一些理论准

5、备，由于智能体之间的信息传递可以由拓扑结构图来表示，所以图论知识对理论分析有很大帮助。而理论分析都是通过建立李雅普诺夫函数来进行分析证明的，所以必须了解什么是李雅普诺夫稳定性。然后，针对一般的二阶非线性多智能体系统，考虑其拓扑结构中每一条边和节点上的未知时变耦合权重未知的情况，采取自适应的控制方法，再通过构造合适的李雅普诺夫函数，利用图论知识和SchurComplement引理，然后经LaSalle不变原理分析，从而得到系统达到一致性的充分条件。最后，利用数值仿真验证了理论的有效性。这一部分的关键以及难点在于寻找合适的李雅普

6、诺夫函数，然后分别设计基于边和基于节点的自适应协议。最后，主要针对异质多智能体系统进行研究，建立系统时一部分智能体具有二阶非线性系统结构，而另一部分智能体则是一阶系统，只有位置信息，速度信息未知。采用自适应的方法来处理其节点和边上的未知时变耦合权重，然后通过建立合适的李雅普诺夫函数，得到系统达到一致性的充分条件。最后，利用计算机进行数值仿真来验证了理论的有效性。由于一部分智能体的速度信息是未知的，这就为基于边和基于节点的自适应协议的设计加大了难度。关键词：多智能体系统，分布式控制器，异质，一致性，自适应论文类型：应用基础研究

7、类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTTheconsensusofmulti-agentisubiquitousinnature,suchasflockingofbirds,schoolingoffish,themigrationofthegeese,etc.Nowadays,theconsensusproblemofmulti-agentsystemsisanimportantdevelopingdirectionofthecontroltheoryduetothebroadapplicati

8、onoftheconsensusinbiologicalsystems,sensornetworks,UnmannedAirVehicle(UAV)formations,roboticteams,underwatervehicles,etc.Themaincontentofthisarti