【摘 要】
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近年来,由于多智能体系统包含控制在航空、工业、运输等领域的广泛应用,引起许多专家学者的关注。多智能体系统包含控制可以看作一致性和编队问题的特殊情形,是指通过设计包含控制算法,驱使一组跟随者在多个领导者的引领下,最终进入并保持在由领导者所形成的凸包中运动。与传统多智能体系统问题相比,包含控制更能突出分布式协同控制的优势。针对系统收敛速度、智能体状态不可知以及信息传递过程中出现时滞、外界扰动、Do S
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近年来,由于多智能体系统包含控制在航空、工业、运输等领域的广泛应用,引起许多专家学者的关注。多智能体系统包含控制可以看作一致性和编队问题的特殊情形,是指通过设计包含控制算法,驱使一组跟随者在多个领导者的引领下,最终进入并保持在由领导者所形成的凸包中运动。与传统多智能体系统问题相比,包含控制更能突出分布式协同控制的优势。针对系统收敛速度、智能体状态不可知以及信息传递过程中出现时滞、外界扰动、Do S攻击等情况,本文研究基于观测器的多智能体系统包含控制问题,主要研究内容如下:(1)研究基于状态观测器的多智能体系统有限时间包含控制问题。考虑带有异质跟随者的多智能体系统,利用齐次性理论和现代控制理论等知识,解决有限时间包含-跟踪控制问题。进一步,考虑一般线性多智能体系统,智能体状态不能及时获得的情况,提出基于输出信息的有限时间状态观测器和控制算法,即在包含控制算法加入观测器的估计值。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式等工具,得到异质和一般线性系统实现有限时间包含控制的充分条件。最后,在数值仿真中,验证两类控制算法的有效性。(2)研究基于扰动观测器的多智能体系统有限时间包含控制问题。考虑具有不确定扰动的二阶多智能体系统,提出基于快速终端滑模控制的算法,通过约束扰动解决系统的有限时间包含控制问题。进一步,考虑系统具有非线性动态的情况,设计非线性有限时间扰动观测器来有效跟踪系统中存在的未知扰动状态,给出基于扰动观测器的复合式快速终端滑模包含控制算法。最后,通过仿真算例验证该扰动观测器和有限时间控制算法的有效性。(3)研究带有时滞的异质多智能体系统在拒绝服务攻击下的H∞二分包含控制问题。在有向符号网络下,针对离散时间一般线性系统,考虑在攻击信号干扰下智能体之间不能正常通信,设计一类分布式状态观测器,通过观测器补偿拒绝服务(Do S,Denial of Service)攻击对系统的干扰。其次,在每个跟随者的控制器设计中,采用分布式动态输出反馈控制方案,通过内外系统加强包含控制的约束条件,使得系统中的跟随者有效渐近跟踪到领导者状态,解决系统的输出调节问题。利用图论、分段Lyapunov泛函和线性矩阵不等式等知识,得到系统渐近收敛的充分条件。最后,通过仿真验证所提算法的有效性。
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