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本文综合利用矩阵理论、控制理论、稳定性理论以及代数图论的工具研究了多智能体系统的分布式协调控制中的两个问题:一致性问题和包围控制问题。主要研究内容包括: 1.研究了单积分器系统和双积分器系统在基于采样信息协议下的一致性问题。对于单积分器系统,分别给出了系统在无采样时滞和有采样时滞情形下达到一致性的充要条件,包括对采样周期、时滞以及通信拓扑的要求;对于双积分器系统,给出了系统达到一致性的充要条件,包括对采样周期、增益参数以及通信拓扑的要求。另外,重新考虑了双积分器系统在连续时间协议下的一致性问题。给出了系统在连续时间协议下达到一致性的充要条件,这刚好与在基于采样信息协议下采样周期趋于零的情形是吻合的。 2.研究了多智能体系统在领航者之间没有信息交互情形下的包围控制问题。由于领航者之间无信息交互,一旦领航者给定,领航者张成的凸包也就给定了。因此,在这种情形下的包围控制问题只需考虑跟随者是否最终进入了由领航者张成的凸包内。分别对于单积分器系统和双积分器系统,给出了系统在连续时间协议和基于采样信息协议下达到包围控制的充要条件。当领航者为静态的,所有跟随者渐近地进入静态领航者张成的凸包内;当领航者为动态的,所有的跟随者渐近地进入由领航者张成的凸包内,并以与领航者相同的速度向前运动。我们证明了所有跟随者的最终状态由领航者的初始条件和拓扑结构决定。 3.研究了多智能体系统在领航者之间有信息交互情形下的包围控制问题。这里的包围控制问题指的是领航者渐近地形成一个队形,跟随者进入由领航者的最终位置张成的凸包内。分别研究了单积分器系统在固定拓扑和切换拓扑下的包围控制问题。对于固定拓扑,给出了系统达到包围控制的充要条件,即通信拓扑包含一棵生成树。对于切换拓扑,给出了系统达到包围控制的充分条件,即通信拓扑在某个给定长度的任意时间区间上的并包含一棵生成树。我们证明了切换拓扑下跟随者在凸包中的位置是随切换信号变化的。 4.研究了线性连续时间多智能体系统在一般拓扑下的包围控制问题。这里的包围控制问题指的是在同一个强连通分支中的边界智能体渐近地达到一致性,所有的内部智能体进入边界智能体张成的凸包内。给出了系统达到包围控制的充要条件,并利用代数Riceati方程给出了增益参数矩阵的一个设计方法。另外,对存在的多智能体系统引入一个领航者,运用牵制控制的策略,选择一部分智能体让领航者与这些智能体进行信息交互,使得所有智能体和领航者渐近地达到一致性。给出了一个选择智能体的方法使得系统达到一致性时所选取的智能体的数目最小。