二阶邻居协议下多智能体系统可控性及仿生机器鱼模型研究

摘要

多智能体系统的可控性是控制领域研究的一个热点问题，二阶邻居协议下多智能体系统的可控性则是一个新兴的研究课题。本文研究了二阶邻居协议下多智能体系统的可控性问题，本文的主要研究内容和贡献包括：
　　1.文章首先对图论的基本知识和分析多智能体系统可控性常用的矩阵、定理进行了介绍，对时连续线性系统下的系统控制模型进行了重点介绍，给出了二阶邻居的定义及二阶邻居协议下系统的控制模型。
　　2.分析了定常拓扑下一阶邻居协议的常用定理在二阶邻居协议下的适用性，对路等简单图在二阶邻居协议下的可控性变化进行了简单分析，得到了在系统中个体数目较多时，增加二阶邻居信息会使系统可控性变差等结论。
　　3.基于领航者—跟随者模型，运用拉普拉斯矩阵划分等方法，对二阶邻居协议下路和星图的可控性进行了研究，给出了单领航者和多领航者两种情况下二阶邻居协议下路图的可控性定理。针对一类二阶邻居协议下不可控的多智能体系统，给出了一种通过适当改变系统中某些智能体间边的权重，使原先不可控系统转变为可控系统的方法，并通过具体的例子对文中得到的结论进行了说明。
　　4.最后，本文对几种常见的仿生机器鱼运动控制方法进行了综述，分析了三种控制方法的优缺点，并指出基于CPG模型的方法将成为未来主流的仿生机器鱼运动控制方法。

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第一章 引言

1.1 研究的背景与意义

1.2 研究现状

1.3 研究方法和工具

1.4 论文主要工作及内容安排

第二章 理论知识

2.1 图论基本知识

2.2 矩阵理论

2.3 系统模型

2.4 常用引理

2.5 本章小结

第三章 二阶邻居协议分析

3.1 二阶邻居协议下一阶邻居常用结论研究

3.2 添加二阶邻居信息对可控性影响

3.3 本章小结

第四章 二阶邻居协议下图的可控性研究

4.1 二阶邻居协议下路图的可控性

4.2 星图

4.3 不可控路图系统转化为可控系统

4.4 举例论证

4.5 本章小结

第五章 仿生机器鱼模型研究

5.1 基于杆系结构的鱼体波曲线拟合控制方法

5.2 正弦控制器运动控制方法

5.3基于中枢模式发生器原理的运动控制方法

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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