带时滞多智能体系统有限时间一致性

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1、摘要近年来，随着分布式网络及多智能体系统的广泛应用，协调控制问题得到了来自各个领域的研究人员的关注。一致性问题作为多智能体之间协调控制的基础，成为控制领域的研究热点。在多智能体系统中，有限时问一致性是指智能体就某些状态量，在有限时间内趋于相同；有限时间一致性算法是指多个智能体基于邻居获得的信息做出相应的反应，从而使状态量在有限时间达到一致的算法。本文的主要内容和研究成果总结如下：首先研究了带有干扰的非完整链式系统的半全局有限时间稳定性。基于Lyapunov方法，在通过时间尺度变换方法协调两个子系统收敛快慢的基础一1-．，针对不同初始条件构建控

2、制算法使得带有干扰的非完整链式系统轨迹在任意给定的停息时问内收敛到平衡态。随后通过仿真验证了所提出有限时问控制算法的有效性。然后考虑了个体动态满足非完整约束的多智能体系统的有限时间一致性问题。基于Lyapunov方法，给出相应的有限时间一致性算法设计和理论证明。随后通过仿真验证了所给出有限时间一致性算法的有效性。最后考虑了带有时滞多智能体系统的有限时间一致性问题。分别研究了多智能体系统网络拓扑为无向固定结构，和有向固定结构并包含一颗生成树，且强连通部分是细致．平衡时两利一情况，基于图论和Lyapunov方法，给出了有限时问一·致性算法的设计和

3、理论证明。随后通过仿真验证了所给出有限时间一致性算法的有效性。关键词：多智能体系统：有限时间稳定：有限时间一致性；时滞ABSTRACTInrecentyears，withthewideapplicationofdistributednetworksandmulti-agentsystems，thecooperativecontrolproblemhasbeenbroughtintofocus．Asthebasisofcoordinationproblemformulti-agentsystems，theconsensusproblemhasp

4、layedakeyroleinthefieldofcontrolscience．Inmulti—agentsystem，finite-timeconsensusreferstosomeoftheagents’statesachievethesamevaluewithinfinitetime；finite··timeconsensusalgorithmisaprotocolformakingagentsreachfinite·-timeconsensusaccordingtolocalinformationfromitsneighbors．Th

5、emaincontentsandachievementsofthisdissertationaresummarizedasfollows：Weinvestigatethefinite-timestabilizationproblemforaclassofnonholonomicchainedformsystemswithperturbedterms．WiththemethodofLyapunovandtime—rescalingtechniquewhichisusedtocoordinatetheconvergencevelocityoftw

6、osubsystems，weconstructcontrolschemesinaccordancewithvariousinitialstatesformakingthenonholonomicchainedformsystemswithperturbedtermsconvergetoequilibriumstateinanygivenseRlingtime．ThentheeffectivenessofproposedcontrolmethodiSverifiedvianumericalsimulations．Wethenstudythefi

7、nite-timeconsensusproblemofmultiplenonholonomicmobileagents．BasedonLyapunovmethod，thecontrolalgorithmisproposedanditstheoreticalproofisgiven．Thentheeffectivenessofproposedcontrolmethodisverifiedvianumericalsimulations．Finally,weconsiderthefinite—·timeagreementproblemofmulti

8、·-agentsystemswithcommunicationdelays．Westudytwocasesofcommunicationtopology，casel