基于事件驱动的多智能体系统协调控制
作者单位：黑龙江大学
学位级别：硕士
导师姓名：吕建婷;杨新荣
授予年度：2021年
主 题：线性多智能体系统 事件驱动控制 执行器故障 DoS攻击 切换拓扑
摘 要：近年来,随着多智能体系统在诸多领域的广泛应用前景,引起了越来越多研究人员的关注.许多研究成果现已应用于无人飞行器的编队控制、无人车队控制等领域.一致性问题是多智能体系统协调控制的基本问题,是指利用智能体之间的信息交换设计适当的控制器,使得系统中所有智能体的状态在该控制器的作用下随着时间的推移最终达到趋同.传统的控制协议依赖于智能体之间连续的信息传输,因此会造成较大的能源消耗以及不必要的资源浪费.事件驱动控制策略可以避免连续通信并有效地减少能源消耗,本文将研究多智能体系统的事件驱动一致性问题.主要内容如下:系统总结了多智能体系统协同控制研究领域的背景和研究现状,给出了代数图论、事件驱动相关理论以及DoS攻击的相关知识.研究了基于观测器的的多智能体系统事件驱动协调控制.对于领导者带有未知输入的多智能体系统,提出了基于观测器的事件驱动一致性控制策略,保证了闭环系统跟踪误差信号是一致有界的,并且排除了Zeno行为.在此基础上又考虑了领导者带有未知输入的协调容错跟踪控制,当系统执行器出现偏移故障时,通过构造局部观测器和故障估计器估计状态和执行器偏移故障,设计了一种分布式事件驱动控制器.证明了所提出的基于观测器的事件驱动容错控制器可以保证估计误差和跟踪误差一致最终有界,并且确保系统运行时不会出现Zeno行为.研究了DoS攻击下的多智能体系统事件驱动协调控制.首先在固定拓扑下给出了分布式事件驱动控制器,分别在系统正常和系统受到DoS攻击时取不同形式控制器和分段Lyapunov函数,证明了所提出的控制策略保证了所有跟随者都能跟踪到领导者.进一步在切换拓扑下研究DoS攻击下的协调控制问题,设计事件驱动控制器,证明了所提出的事件驱动控制器可以实现领导者-跟随者一致性,并且证明系统运行时不会出现Zeno行为.通过数值仿真证明了理论分析的正确性.
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