合作竞争网络下带有事件触发机制的两分一致性跟踪问题

作     者：王佳 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡鸿翔

授予年度：2022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：合作竞争网络 异质多智能体系统 两分一致性跟踪 事件触发机制 Zeno现象 

摘      要：作为分布式控制的核心问题,多智能体系统的群集行为分析受到了广泛的关注。本文针对结构平衡的合作竞争网络,在具有Leader-following的框架下,利用合适的静态和动态的分布式事件触发控制器,探究两分一致性跟踪问题,通过设计基于个体与邻居和领导者的信息交互并且带有事件触发器的分布式控制协议,得到实现两分一致性跟踪的充分条件,具体工作如下:第一章概述目前多智能体系统的研究背景与现状,主要介绍合作竞争网络下群集行为问题研究的基本结果,以及事件触发机制的相关概念,如,Zeno现象。并阐述本文工作的主要内容。第二章给出相关问题分析的数学工具,具体包括图论中网络拓扑结构和拉普拉斯矩阵的定义以及Lyapunov稳定性理论等相关预备知识。第三章针对一类结构平衡的合作竞争网络,利用事件触发策略,设计分布式协议解决一阶线性异质多智能体系统的两分一致性跟踪问题。进一步,注意到本章提出的事件触发机制是静态的,且反馈控制率是基于其自身的最新观测值及其邻居信息设计的。通过分析最小时间间隔存在正下界,得出在所设计的静态触发机制下,智能体不会产生Zeno现象。其次,利用Lyapunov稳定性判据,证明系统能够渐近实现两分一致性跟踪。最后,利用具体的数值实例证明理论研究的有效的。第四章对第三章的SETM进一步延深。为了提高资源的利用率,针对结构平衡的合作竞争网络,本章提出动态事件触发机制,即:设计的事件触发机制不仅包括系统的状态和时间信息,而且包括具有自身动态特性的辅助变量。由于设计的辅助变量具有非负性,得到动态事件触发机制延长了静态触发机制的最小时间间隔。其次,通过反证法证明没有智能体产生Zeno现象。进一步,利用Lyapunov稳定性判据,证明系统能够渐近实现两分一致性跟踪。最后,数值仿真证实了理论研究的有效性。第五章总结全文,并给出接下来工作的研究方向。