基于事件触发的多智能体编队控制与包含控制研究

作     者：李承龙 

作者单位：江苏科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李建祯

授予年度：2020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：多智能体系统 分布式控制律 事件触发控制 编队控制 包含控制 

摘      要：多智能体系统是指由多个独立的智能体构成的控制系统。与传统控制系统相比,多智能体系统具有并行控制、冗余性好、效率高等很多优点。由于针对多智能体系统的研究在仓储物流、航空航天等相关领域存在潜在的实用价值,近年来多智能体系统在控制领域中受到越来越多学者的关注。多智能体系统的编队控制和包含控制在无人机编队、卫星定位等实际应用中也具有广阔的应用前景。因此,对于多智能体系统的编队控制问题和包含控制问题的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文主要研究多智能体系统的编队控制问题和包含控制问题。首先,分别针对一阶和二阶多智能体系统,设计了相应的分布式编队控制算法。为了减少智能体之间的通信次数,引入了周期事件触发机制,得到了周期事件触发多智能体编队控制算法。其次,针对高阶多智能体系统,分别研究了无输入时滞和有输入时滞两种情况下的多智能体系统包含控制问题。本文主要工作概述如下:第一、研究多智能体系统编队控制问题,设计多智能体系统的编队控制算法。由于在实际应用中需要考虑通讯资源、个体能量限制的问题,考虑基于周期事件触发机制的编队控制算法。针对一阶多智能体系统和二阶多智能体系统,分别设计基于周期事件触发的分布式多智能体编队控制算法。利用李雅普诺夫直接法对系统的稳定性进行分析和证明,并且给出了编队控制目标实现的条件,最后通过数值仿真验证了所提出的编队控制算法的可行性与有效性。第二、研究高阶多智能体系统包含控制问题,考虑无输入时滞和有输入时滞两种情况。为了解决通讯资源消耗过多的问题,设计基于事件触发的分布式多智能体系统包含控制算法。该算法采用事件触发条件控制智能体和邻居的信息交换。当某条边上的触发条件满足时,边两头的智能体进行信息交换。利用李雅普诺夫直接法对系统稳定性进行分析和证明,并且给出了包含控制目标实现的条件。最后,通过数值仿真验证了所提出的包含控制算法的可行性与有效性。