非线性多智能体一致性系统的研究

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1、非线性多智能体一致性的研究上海电力学院本科毕业设计（论文）题目：非线性多智能体一致性系统的研究院系：自动化工程学院专业年级：自动化(电站方向)2015届学生姓名：陆成学号：20111557指导教师：邓亮非线性多智能体一致性的研究2015年6月11日【摘要】近年来，随着计算机技术、网络技术和通信技术的飞速发展，多智能体系统的分布式协调控制问题引起了科学界的广泛关注，其中，又以多智能体的一致性问题最为热门。“一致性”指的是在有限时间内，所有智能体的状态趋于相同。虽然人们在早期的探索中取得了大量的成果，但仍有许多问题值得进一步研究。本文基于前人的研究

2、成果，讨论了多智能体系统一致性协议中的几个重要方向。例如，如何在保证系统一致的前提下，准确得出系统通信时滞的上界。如何选择相关控制律，使得系统在通信拓扑时刻切换的条件下依然能达到一致。如何设置相应参数，使得在有非线性噪声干扰的条件下，多智能体系统能达到理想的一致效果，等等。本文研究了非线性协议下具有时变通信时延的多智能体系统的一致性问题。提出了有向通信拓扑下，智能体状态有约束的网络的非线性一致性协议。基于代数图论和Lyapunov稳定性理论，以线性矩阵不等式形式给出了保证网络中所有智能体状态达到平均一致的充分条件。在很多实际应用中，常常不可能直

3、接控制智能体的状态信息导数。针对这种情况，本文研究了具有时变通信时延的多智能体系统的二阶一致问题。提出了有向通信拓扑下，智能体状态信息导数不便控制的二阶一致算法。基于代数图论，无源化分解方法和Lyapunov稳定性理论，以线性矩阵不等式形式给出了保证系统中所有智能体状态以及状态导数渐近收敛到一致的充分条件。另外，本文的结论能很容易地拓展到高维状态问题中。最后给出了几个数值仿真例子，证明了所给结论的有效性。最后，对全文的研究工作进行了总结，并对今后的研究重点进行了展望。关键词：多智能体系统；平均一致；二阶一致；时延；非线性协议非线性多智能体一致性

4、的研究非线性多智能体一致性的研究【Abstract】Inrecentyears,thecoordinationcontrolproblemsofmulti-agentsystemshavereceivedmuchattentionfrommanyresearchersfromvariousdisciplinesofengineeringandscience.Thisispartlyduetobroadapplicationsofmulti-agentsystemsinmanyareasincludingcooperativecontrolofu

5、nmannedairvehicles(UAVs),formationcontrol,flocking,swarms,distributedsensornetworks,andcongestioncontrolincommunicationnetworks.Thecriticalproblemforcooperativecontrolistodesignappropriateprotocolsoralgorithmssothatthemulti-agentsystemscanemergetoacertaindesiredpatternorbeha

6、vior,whichisso-called“consensusproblems”.Withthepresenceofpotentialapplicationsofthemulti-agentsdistributedcooperativecontrol,consensustheoryisfastdeveloping.Undertheaforementionedbackground,basedonalgebraicgraphtheory,matrixtheoryandcontroltheory,themodelconstructionandconv

7、ergenceanalysisofconsensusproblemsinmulti-agentsystemsarestudiedinthisthesis.Inthisthesis,consensusproblemsindirectednetworksofmulti-agentsundernonlinearprotocolswithtime-varyingcommunicationdelaysarediscussed.Anonlinearprotocolispresentedinthecaseofagents’limitedstateinform

8、ationwithdirectedcommunicationtopology.BasedonalgebraicgraphtheoryandLyapun