【摘 要】
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近年来多智能体系统协同控制由于其广阔的应用前景得到了深入的研究,一致性问题是其中的一个热点问题。解决一致性问题的关键是设计合适的协议描述每个智能体及其邻居之间的信息交换过程,使所有智能体能够达到相同的状态。分数阶微积分作为整数阶微积分的拓展,能够较好描述具有遗传和记忆特性的实际系统和对象,为复杂系统的精确建模提供了有力的工具。针对分数阶描述的智能体个体,如何设计有效的控制协议实现多智能体系统的一致
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近年来多智能体系统协同控制由于其广阔的应用前景得到了深入的研究,一致性问题是其中的一个热点问题。解决一致性问题的关键是设计合适的协议描述每个智能体及其邻居之间的信息交换过程,使所有智能体能够达到相同的状态。分数阶微积分作为整数阶微积分的拓展,能够较好描述具有遗传和记忆特性的实际系统和对象,为复杂系统的精确建模提供了有力的工具。针对分数阶描述的智能体个体,如何设计有效的控制协议实现多智能体系统的一致性,是控制理论亟须解决的难点问题。本文考虑了几类分数阶不确定性多智能体系统一致性控制,主要工作包括:1、研究了一类具有时滞的分数阶不确定非线性多智能体系统的保成本一致性控制。提出了适合分数阶多智能体系统保成本控制的新定义,利用分数阶Razumikhin定理给出了系统保成本一致性控制的线性矩阵不等式形式充分条件和最小保成本上界,确保系统一致性的同时,也能保证系统一定的性能水平。所设计的控制协议不仅与系统的时滞和阶次相关,大大的降低了控制协议设计的保守性,而且还可以应用于分数阶线性多智能体系统的一致性控制。数值仿真实例验证了协议的可行性和有效性。2、研究了一类具有时滞分数阶不确定非线性多智能体系统的非脆弱一致性控制。同时考虑了在系统矩阵和控制协议系数矩阵中存在时变范数有界的参数不确定性情况。利用分数阶Razumikhin定理和相关引理,建立了实现系统非脆弱一致性控制的线性矩阵不等式形式的充分条件,确保了在一致性控制协议参数存在一定误差或变化时,仍然能够实现系统的一致性控制。控制协议的设计方法与系统时滞、阶次相关,降低了协议算法的保守性。通过数值实例仿真验证了控制方法和结论的可行性和有效性。3、研究了一类变阶分数阶不确定线性多智能体系统的一致性控制。根据变阶分数阶系统的稳定性定理,利用矩阵奇异值分解以及相关引理,提出了变阶分数阶系统一致性控制线性矩阵不等式形式充分条件。控制协议的设计依赖于变阶系统阶次,降低了设计的保守性。为变阶分数阶多智能体系统的一致性控制应用提供了理论基础和设计依据。设计的方法同样可以应用于固定阶次的多智能体系统。最数值仿真验证了控制方法的可行性和有效性。
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