多智能体系统一致性与多机器人编队控制研究

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1、硕士学位论文题目:多智能体系统一致性与多机器人编队控制研究研究生潘勇专业控制理论与控制工程指导教师刘士荣教授完成日期2016年3月11日杭州电子科技大学硕士学位论文多智能体系统一致性与多机器人编队控制研究研究生：潘勇指导教师：刘士荣教授2016年3月11日DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonConsensusforMulti-agentSystemsandFormationControlforMultipleRobotsCan

2、didate:YongPanSupervisor:Prof.ShirongLiuMar.11,2016杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。一，切相关责任申请学位论文与资料若有不实么处本人承担。论文作者签名：某桑曰期：居年三月／《曰学位论文使用授权说明，

3、即本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或。使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借綺论文；学校可公布论文的全部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：桑日期：如１＾年月／《日，指导教师签名；日期：占年３月占日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要多智能体系统及其协同控制在大范围目标搜索、交通车辆控制

4、、协作运输、环境监测、网络资源优化等领域有着广泛的应用，成为当前控制学科的一个热点问题。而一致性问题是多智能体系统协同控制的基础和核心。因此本文以提高一致性收敛速度为目的，设计多智能体系统的一致性算法，并将所设计的算法应用到多机器人编队控制中，具体内容如下：(1)针对连续的多智能体系统，提出一个含有过时状态的二层邻居连续一致性算法。该算法不仅利用了一二层邻居的当前状态，还融合了其过时状态，同时对该算法的稳定性和收敛性能进行理论分析。当过时状态选择恰当时，与标准二层邻居连续一致性算法相比，该连续一致性算法具有收敛速度更快的优势。同时对该连续一致

5、性算法进行扩展，使得系统状态之间的相对偏差收敛到给定的期望值。仿真实验表明了该算法的有效性。(2)针对离散的多智能体系统，对本文提出的含有过时状态的二层邻居连续一致性算法进行扩展，提出一个含有过时状态的二层邻居离散一致性算法。该算法不仅使用了一二层邻居的当前状态，还包含了其过时状态，同时对该离散一致性算法的稳定性和收敛性能进行理论分析。对任意的过时状态，当采样周期选择恰当时，与标准二层邻居离散一致性算法相比，该离散一致性算法具有收敛速度更快的优势。同时对该离散一致性算法进行扩展，使得系统状态之间的相对偏差收敛到给定的期望值。仿真实验验证了该离

6、散一致性算法的有效性。(3)将本文提出的含有过时状态的二层邻居一致性算法应用到多机器人编队控制中，设计基于一致性算法的编队控制策略，实现多机器人一字形编队和三角形编队应用。然后分别通过仿真和多机器人实验平台完成这两个编队应用，验证了该编队控制策略的有效性。关键词：多智能体系统，一致性，过时状态，收敛速度，编队控制I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTCurrently,multi-agentsystemsanditscooperativecontrolhaveextensiveapplicationsinthefollowingfie

7、lds,suchastargetsearch,trafficcontrol,cooperativetransport,cooperativesurveillance,optimalresourceallocationinnetworksandsoon.Theyhavebecomeahottopicinthecontrolfiled.Consensusisthebasisandcoreofcooperativecontrolformulti-agentsystems.Toacceleratetheconsensusconvergencespee

8、d,consensusalgorithmsaredesigned,andthen,beappliedtomulti-robotformationcontrol.Th