多智能体系统的协作跟踪控制问题.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTh,ttivetckingcontrol[)blemlhecooperativetrackingcontrolproblemofMulti-agentSystemsCandidate：GuoliSongSupervisor：Prof．XiaowuMuSpecialty：OperationalResearchandCyberneticsDepartmentofMathematicsMay,2012学

2、位论文原创性声明f11[IrrlrlitrPIllIIIlY2102932本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：柬围钚tJ日期：％p年』月芍日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学．根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论

3、文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅：本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：泉闺纠日期：玑协年，月对日摘要本文研究的是具有有向通信拓扑的一般线性多智能体系统的跟踪控制问题．所研究的系统拓扑结构是典型的切换网络，并且每一个子拓扑是包含生成树的有向图．考虑领导者跟随一致性问题，即智能体将跟踪一个真实的领导者．针

4、对智能体或领导者的状态是否完全可观，本文给出了两种不同的一致性协议设计方法．当每一个节点的状态完全可观时，可以设计基于邻居智能体间相对状态的控制协议；当节点的某些状态不可观时，可以设计观测器型一致性协议，并且本文考虑了两种观测器：局部观测器和全局观测器．对于切换网络的一致性问题，本文将利用公共Lyapunov函数进行研究．同时利用基于二次型最优控制的LQR法设计反馈控制协议及相应的观测器，并且利用有向图的代数连通度给出相应的耦合强度．可以证明，在给出的协议下，每一个智能体都可以跟踪领导者．关键词：协作跟踪控制，领导者，反馈控制协议，观测器

5、．IAbstractThispaperaddressesthecooperativetrackingcontrolproblemsofmulti·agentsystemswithidenticalgenerallinearsystems．Aswitchingdirectedcommunicationtopologycontainingaspanningtreeisstudied．Aleadernodeisconsidered，whichgeneratesthedesiredtrackingtrajectory．Aframeworkforc

6、ooperativetrackingcontrolisproposed，includingfullstatefeedbackcontrolandobserver-typeconsensusprotocolsbasedonrelativeoutputmeasurements．TheconsensusproblemwithdirectedswitchingtopologycanbestudiedbyaLyapunov-basedapproach．Cooperativetrackingcontrolproblemscallbesolvedbyu

7、singlinearquadraticregulatorbasedoptimalcontrolandobserverdesignmethodsateachnode．ItisseenthatLQRbasedoptimaldesignprovidesastraightforwardwaytoconstructcontrollersandobserversthatguaranteesynchronization．Andthecouplinggaincarlbegivenbyalgebraicconnectivityofdigraphs．Itis

8、shownthat,withtheproposedcontrolscheme，eachagentcarlfollowtheleader．KeyWords：cooperativetracking