● 摘要
近年来,多智能体系统一致性问题引起了自然科学和工程领域的广泛关注。一部分研究者热衷于通过建立数学模型来解释自然界中一些生物群体行为;另一部分研究者则倾向于将多智能体系统应用于工业和军事领域,两条研究路线相辅相成,互相促进。本文主要针对不同条件下的多智能体系统设计了相关的分布式一致性控制协议,并通过相应的工具证明了协议的有效性。主要贡献包括:
(i) 研究了二阶多智能体系统的有限时间一致性问题。通过设计相应的控制协议,使得整个多智能体系统的系统方程满足齐次方程的形式,进而证明多智能体系统能够实现有限时间一致性;同时,在控制协议中引入势能函数,使得当多智能体系统初始拓扑结构为连通时,可以保持多智能体系统在运动过程中拓扑结构的连通性。
(ii) 研究了定拓扑结构下一阶多智能体系统的鲁棒一致性问题,在系统同时具有变时延和系统不确定性的情况下,提出了新的基于邻居多智能体系统状态的控制协议,以线性矩阵不等式的形式给出多智能体系统最终能够实现鲁棒一致的一个充分条件,而此充分条件的成立当且仅当多智能体系统的拓扑结构具有生成树。
(iii) 针对一类二阶非线性系统,提出了一种能够简便实现多智能体系统一致性控制的解决方案,通过引入辅助变量的方法将非线性多智能体系统一致性问题转化为线性系统一致性问题和非线性系统的渐近跟踪问题,设计了基于神经网络的自适应跟踪控制器。进一步,可以将此方法推广到更高阶非线性多智能体系统。