多智能体线性系统含输入饱和的输出调节.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn多智能体线性系统含输入饱和的输出调节**文凤，周洪涛（华中科技大学自动化学院，武汉430074）5摘要：围绕有向拓扑图下多智能体的一致性问题，考虑一个多智能体线性离散系统的输出调节问题，其中每一个跟随者的动力学方程是一般的线性系统且带有外部扰动和输入饱和限制，此外这个外部扰动个体可看成是多智能体一致性问题中的领导者，构建了带有饱和限制控制输入的输出调节模型。模型中设计了一个带有低增益状态反馈矩阵的输入，并构造一个合适的李亚普洛夫函数判断了系统的稳定性，因而使得跟随者的输出可以跟踪到外部的扰动（领10导者）。此外

2、，给出了一些数值仿真验证理论的正确性。关键词：输出调节；低增益反馈；输入饱和；多智能体线性系统中图分类号：O2315Outputregulationformulti-agentlinearsystemsofinputwithsaturationWenFeng,ZhouHongtao20(Huazhonguniversityofscienceandtechnologyinstituteofautomation，Wuhan430074)Abstract:Aroundtheconsensusproblemofmulti-agentsystemsunderadirectedtop

3、ologygraph,theleader-followingoutputregulationproblemofmulti-agentlineardiscrete-timesystemisconsidered.Inthissystem,eachfollowerisdepictedbyagenerallinearsystemwithexternaldisturbanceandactuatorsaturation,what’smoretheexternaldisturbancesystemcantreatedasaleaderinconsensusproblem,and25al

4、owgainfeedbackmatrixisdesignedtobeapartoftheinput.Furthermore,aLyapunovfunctionisconstructedtodeterminethestabilityofthesystems,inthiswaythefollower’soutputcantracetheoutputoftheleader.Inaddition,somenumericalsimulationexamplesaregiventoprovethevalidityofthetheory.Keywords:outputregulatio

5、n;lowgainfeedback;inputsaturation;multi-agentlinearsystem300引言近些年来，由于多智能体线性系统的分布式一致性算法的广泛研究，一致性算法受到了[1-2][3-4][5]广泛关注。一致性算法广泛运用于移动机器人，无人驾驶飞行器，水下自动机器等。如果一个算法用到了系统的全局信息，那么这个算法不是一个分布式算法。分布式算法在各[6-11]35个领域也得到了广泛研究，包括一致性、蜂拥、队形控制等。[12-13]目前多智能体线性系统的输出调节问题已有一些研究成果。在文献中只考虑了最基本的线性系统的输出调节问题，并没有考虑输入

6、饱和的情况。然而输入饱和在实际情况中是[14-15]一个常见的问题。在文献中仅仅只考虑了单个线性系统的输出调节问题，它并没有将单[16]个个体扩展到多个个体。在文献中研究的是连续时间下多智能体线性系统输出调节问题，[17]40提出了两个理论研究输出调节问题，但文章研究的拓扑图是无向图。在文献中研究了有向图下多智能体线性系统的输出调节问题，提出了单独分析每一个个体轨迹实现输出一致。以上文献研究的都是多智能体线性连续系统的输出调节问题，但关于离散线性系统输出作者简介：文凤（1991-），女，主要研究方向：多智能体系统的一致性和输出调节通信联系人：周洪涛(1969-)，男，副教

7、授，主要研究方向：复杂社会经济系统建模与仿真、多智能体系统.E-mail:shsying1118@sina.cn中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn[18-20]调节问题的研究较少。在文献中研究了离散时间下单个个体的线性系统的输出调节问题，45然而这些文献都只是研究了单个离散系统的情况，其并没有将单个离散系统的输出调节问题扩展到多智能线性离散系统的输出调节问题。这篇文章研究的是线性离散系统的输出调节问题，其中系统中每一个个体的输入都带有饱和限制，整个系统拓扑结构是有向图。其中外部的扰动系统可以看成是领