带有通信限制的多智能体一致性研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文带有通信限制的多智能体一致性研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：李彩娟井元伟教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年5月论文答辩日期：2014年6月zaH蕈'／4答辩委员会主席：叶丹颜闽秀姜囡东北大学2014年5月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringConsensusofMulti-·agentSystemsWithCommunicationConstrain

2、tsByLiCaijuanSupervisor：ProfessorJingYuanweiNortheasternUniversityMay2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。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诚挚的谢意。学位论文作者签名：签字日期：桶蝎Ⅻ地占．>6学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、

3、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：勰蝎签字日期：Ⅺt々．二、)易导签万方数据东北大学硕士学位论文摘要带有通信限制的多智能体一致性研究摘要近年来，多智能体系统的协调控制已经成为一个重要的研究课题，并引起了控制、数学、生物、机器人和人工智能等多个领域学者的高度关注。多智能体一致性问题是多智能体协调控制研究中最基本也

4、是最重要的问题。智能体之间进行信息交换是多智能体实现一致的关键。由于实际中多智能体经常处于各种复杂的环境中，智能体之间的通信可能伴有噪声，也可能因遭受外部攻击而导致局部信息的交换中断，还可能因网络资源的不足而出现故障。为解决信息通信方面可能出现的问题，节省通信网络的资源，本文运用图论、矩阵论和控制论等方法，研究了带有通信限制的多智能体一致性问题。主要内容概括如下：首先，针对复杂环境中具有不同控制任务的多智能体系统，研究了带有通信噪声的离散多智能体组群一致性问题。考虑多智能体的通信过程中含有通信噪声的情况，给出了多智能体的一阶离散模型。

5、进而对多智能体系统的误差系统构建了Lyapunov函数，得到了误差系统稳定，即多智能体分组平均+致的充分条件。数值仿真结果表明，在满足给定条件的情况下，多智能体系统能够实现组群平均一致。其次，针对具有通信失效及切换拓扑的领导一随从非线性多智能体系统展开研究。假设多智能体系统具有多个拓扑结构，其中包含智能体之间没有通信连接的零图(通信失效的情况)。并设计了随从的控制协议，通过分析给出了非线性多智能体达到一致的充分条件。仿真结果表明，在通信失效时间满足给定条件的情况下，多智能体系统能够实现一致，并且实现一致的速度和控制增益有关。再次，研究

6、了基于事件触发控制的非线性多智能体一致性问题。给出了事件触发条件，智能体的状态根据触发条件进行更新，有效地节省了通信资源。基于事件触发条件设计控制协议，进而通过分析误差系统的稳定性，得出了事件触发参数选取的充分条件。仿真结果表明，所设计的基于事件触发的控制协议能够使多智能体系统实现一致。最后，对本文的研究工作做了总结，并提出了有待进一步研究的方向。关键词：多智能体系统；组群一致性；通信失效；切换拓扑；事件触发Il万方数据东北大学硕士学位论文AbstractConsensusofMulti—-agentSystemswithCommun

7、icationConstraintsAbstractInrecentyears，thecoordinationproblemofmulti—agentsystemsisahottopicandhasreceivedspreadingattentionfromvariousfieldsofscience，includingcontrolengineering，mathematics，physics，robotsandartificialintelligence．Theconsensusofmulti-agentsystemsisthem

8、ostbasicandimportantproblem．Theinformationexchangebetweeneachtwoagentsisthekeytotheconsensusproblem．Usually,th