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多智能体系统可控性研究

作　者: 王震
导　师: 纪志坚
学　校: 青岛大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 多智能体系统可控性问题定常拓扑通信时滞
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 157次
引　用: 2次
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内容摘要

本文研究多智能体系统中的可控性问题。可控性问题是群体协调控制领域的一个新兴的但又十分重要的研究课题。本文的主要研究内容和贡献包括:1.针对连续时间多智能体网络系统和一类常用的通信协议,针对无向图深入细致地研究了在固定拓扑条件下,相异智能体之间存在定常单一通信时滞和定常多通信时滞情况下系统的可控性问题。利用将时滞系统转化为其等价的无时滞系统的方法,并结合矩阵理论、代数图论等相关知识分别得到系统在单积分器和双积分器模型下,解决可控性问题的数学代数条件,得出内部个体的最终状态只依赖于网络结构而与通信时滞无关的结论,并在理论上加以证明。另外针对有向图描述的单向通信拓扑关系的多智能体系统,获得了解决可控性问题的代数条件。最后给出了数字仿真以证明如何使系统在具有通信时滞时解决可控性问题。2.本文针对一类有多个领航者的时离散群落系统模型,利用与时连续网络系统类似的方法,研究了系统的最终状态与网络结构、通信时滞的关系。3.从图形拓扑学角度研究了多智能体系统的可控性问题。从点的邻域集合出发,通过引入直接相同的父结点集合和间接相同的父结点集合,给出了一种快速判定系统不可控的新的简单方法。4.针对一类不可控的多智能体系统,通过为原系统内某些智能体之间的通信通道选择适当的权重,使得原先的不可控系统能够解决可控性问题。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章引言  6-13
  1.1 研究背景  6-8
  1.2 研究现状  8-11
    1.2.1 一致性问题  8-9
    1.2.2 可控性问题  9-11
  1.3 研究方法和工具  11
  1.4 论文的主要贡献和结构安排  11-13
第二章基本概念、典型模型和主要引理  13-27
  2.1 常用记号和特殊矩阵  13
  2.2 通信拓扑的表示  13-15
  2.3 图的相关矩阵  15-17
  2.4 典型模型  17-23
    2.4.1 角色分类  18-19
    2.4.2 时连续模型  19-22
    2.4.3 时离散模型  22-23
  2.5 主要引理  23-27
第三章定常拓扑条件下具有通信时滞的多智能体系统的可控性问题  27-52
  3.1 无向图描述的时连续网络系统  28-46
    3.1.1 无时滞情况  28-32
    3.1.2 单积分器定常单一时滞情况  32-39
    3.1.3 双积分器定常单一时滞情况  39-45
    3.1.4 定常多时滞情况  45-46
  3.2 有向图描述的时连续网络系统  46-48
  3.3 时离散群落系统  48-52
第四章多智能体系统可控性的图形理论描述  52-58
  4.1 个体集合描述  52-53
  4.2 不可控性分析  53-55
  4.3 不可控系统转化为可控系统  55-58
结论  58-60
参考文献  60-66
攻读学位期间完成的论文  66-67
致谢  67-69

多智能体系统可控性研究

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