具有可变参数量化器的一阶多智能体系统研究

摘要

近年来,在日益庞大且复杂的控制系统设计变得越来越难以实现的同时,与其同等功能的多智能体系统由于其分析设计方便等优点逐渐成为研究的重点。同时出于对控制系统中通信数据率和微处理器运算能力的考虑,对各种量化器的研究逐渐成为研究的热点问题。这使得含有量化器的多智能体系统的研究和应用成为现在控制系统设计的一个主要方向。在多智能体系统的应用中,有很多任务都是通过使多个智能体之间的状态达到一致性来实现的。所以一致性成为多智能体系统研究的一个重点。又因为多智能体系统中量化器的应用往往能够达到有限时间收敛的效果,所以量化一致性又成为重中之重。因此,本文就多智能体的量化一致性问题展开研究。
　　首先,对本课题研究过程中用到的数学工具和相关控制理论给出简要介绍。包括多智能体通信模型的图论表示,矩阵运算的相关知识,系统的稳定性理论,量化器的相关知识等。并给出多智能体系统及其一致性的描述及现有解决办法,通过仿真分析了现有算法的缺陷,从而引出本课题所研究的问题。
　　其次,对引入动态量化器和零阶保持器将一种一致性控制输入进行改造,构成混杂系统。并引入事件触发机制来更新动态量化器,以保证系统一致性的到达。从而构成了基于集中方式的事件触发机制的一阶多智能体系统量化一致性算法。从MATLAB仿真结果可以看出所得到的算法的可行性。并通过对结果的分析给出了一些实际应用中的指导。
　　最后,考虑到在多智能体系统中使用集中方式的更新规则往往受限于实际应用条件,得到了一种分布式事件触发的量化一致性算法。使得每个智能体控制输入的更新只与该智能体本身以及其相邻智能体的状态有关。使得该一致性理论的研究更加切近工程实际。算法的仿真实例不仅验证了算法的可行性,而且还验证了该算法收敛速度的快速性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的与意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 论文主要内容及文章结构

第2章 多智能体系统的数学描述

2.1 系统的图论表示法

2.2 矩阵理论及图的矩阵表示

2.3 系统运动的稳定性理论

2.4 量化器的定义及性质

2.5 一阶多智能体系统模型及其一致性描述

2.6本章小结

第3章 基于集中事件触发量化器的一致性量化算法

3.1 一致性状态量化算法

3.2 一致性输入量化算法

3.3 算法仿真示例

3.4 本章小结

第4章 分布式事件触发一致性量化算法

4.1 主要记号与定义

4.2 算法设计

4.3 仿真实例

4.4 本章小结

参考文献

攻读硕士学位期间完成的学术论文

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