G-布朗运动驱动的多智能体系统动力学分析

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多智能体系统协作是系统控制领域和人工智能领域的重要分支,广泛应用于多航天飞船编队、多卫星探测等系统中。目前一致性问题作为多智能体系统协作的基础问题,受到国内外诸多专家学者的密切关注。由于外部扰动、传播时滞等不确定因素的存在,在多智能体系统中引入随机因素的研究会更加具有实际意义。本文在已有随机多智能体系统一致性问题的成果基础上,引入服从G-正态分布的随机振动,并针对给定系统模型研究其达到一致性的条件。全文共分为四章,组织如下:第一章概述了随机多智能体系统一致性的研究背景,符号和预备知识以及G-随机分析基本理论。在此基础上,对于本文的主要研究工作进行阐述。第二章考虑了随机振动服从G-正态分布的多智能体系统一致性问题,在固定拓扑结构以及分布式协调控制的基础上,设计系统状态反馈的控制器。第一节中,首先针对随机项与智能体状态无关的系统,利用解的表达式得到其均方一致的条件。其次考虑随机项与智能体状态相关的情况,借助G-It?o公式和Lyapunov函数法给出了系统均方一致的条件。第二节中,对于随机项与智能体状态无关的情况,考虑了控制增益函数只存在于随机项中的系统,通过指数鞅不等式和Markov不等式给出了保证给定系统拟必然一致的判定准则。接下来结合Markov不等式和G-期望相关性质,证明了2.1节中的第二个系统可在特定条件下的拟必然一致性。最后,通过数值例子来验证本章所得结论的有效性。第三章在前一章基础上,研究了带有固定时滞的随机多智能体系统一致性问题。在第一节,分别就固定时滞只存在于确定项或随机项的两类系统加以讨论,利用微分预解函数、常数变易法以及Lyapunov函数法证明系统可在给定条件下达到均方一致。在第二节,对于随机项与智能体状态无关的系统,借助2.2节中已有结论给出了系统达到拟必然一致的判定依据。而对于随机项与智能体状态相关的情况,结合均方一致性相关性质、Markov不等式和G-期望相关性质证明了给定系统可在一定条件下达到拟必然一致。最后给出数值例子,用于验证本章所得结论的有效性。最后一章对本文工作进行了总结,并对随机多智能体系统一致性问题的后续研究工作进行了展望。
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