基于非完整约束动力学模型多个体系统的有限时间一致性问题研究

作     者：仇智慧 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王剑魁

授予年度：2012年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

主      题：非完整系统 有限时间一致 编队控制 时间尺度变换 

摘      要：随着分布式网络及多个体系统的广泛应用，一致性控制问题受到了各个科研领域的研究人员的关注。对于多个体系统来说，一致性问题和合作控制问题十分相似。在多个体系统中，有限时间一致指的是，多个体系统的状态量能够在一个有限的时间内达到一个相同的值。本文的主要内容和研究成果如下： 1、研究了在无向、固定且不带有通信时滞的网络拓扑结构下，带有非完整约束的三阶链式系统的有限时间一致性问题。本文提出了一种新型的切换控制算法，使得系统能够在一个有限的时间内达到状态一致。并且利用了一种时间尺度变换技巧，理论上可以使系统在任意的时间内达到一致。 2、提出了一种基于轮式移动机器人的有限时间编队控制算法。我们基于每个机器人自身的状态和相对于其邻居机器人之间的状态信息，为每个机器人设计了控制算法，使得多个轮式移动机器人能够在一个有限的时间内达到给定的期望队形。并且利用了时间尺度变换技巧，理论上可以在任意的有限时间内使机器人达到给定的队形。 3、论文在第一个结果的基础上，主要针对带有通信时滞的情况做出了进一步的研究。通过一系列的参数变换，成功的将系统的时间滞后去除，转换为不带有通信时滞的系统。给出了带有时间滞后的控制算法，使得带有时间滞后的多个体系统能够在有限时间内达到一致。并且利用了时间尺度变换技巧，理论上证明了系统可以在任意时间内达到一致。