【摘 要】
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多智能体系统(Multi-Agent Systems,MAS)的一致性控制因其在实际工程中的广泛应用成为了控制工程领域的一个研究热点。由于智能体之间相互连接、自由配合、相互通信的分布式交互特点引入的个体之间的耦合,使得MAS具有更加复杂的结构和动态特性,加之MAS运行环境的恶劣和复杂性,使得MAS 比单个体系统以及一般的集中式系统更易发生故障,因而,越来越多的学者致力于MAS的故障诊断与容错控制研
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多智能体系统(Multi-Agent Systems,MAS)的一致性控制因其在实际工程中的广泛应用成为了控制工程领域的一个研究热点。由于智能体之间相互连接、自由配合、相互通信的分布式交互特点引入的个体之间的耦合,使得MAS具有更加复杂的结构和动态特性,加之MAS运行环境的恶劣和复杂性,使得MAS 比单个体系统以及一般的集中式系统更易发生故障,因而,越来越多的学者致力于MAS的故障诊断与容错控制研究。由此,本文针对执行器故障、外界有限能量干扰、有限带宽和通信延时等限制条件,基于分布式事件触发传输策略(Distributed Event-Triggered Transmission Strategy,DETTS)研究了 MAS的H∞容错一致性控制问题。主要内容如下:1)针对具有有向拓扑的MAS,考虑到任意智能体可能发生的执行器故障以及受到外界有限能量干扰的情形,研究了 DETTS下MAS的H∞容错一致性控制设计问题。基于既节约网络通讯资源又实现容错一致控制的目的,在容错控制器前引入了分布式事件触发器,提出了一种分布式事件触发传输策略,在此基础上,提出一种分布式事件触发采样数据容错一致性控制协议,并利用该协议将MAS的容错一致性问题转化为时变时滞系统的稳定性问题;同时通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函给出了在DETTS下使MAS具有H∞容错的时滞/事件依赖的充分条件,使得存在外界有限能量扰动情形下,MAS的所有状态渐近达到一致,且具有一定的扰动抑制性能。2)在1)的基础上,考虑到任意智能体执行器发生时变故障的情形,研究了DETTS下MAS的H∞容错一致性控制设计问题。首先提出了一种DETTS并建立MAS闭环故障模型;同时针对MAS任意智能体执行器发生的时变故障,基于H∞控制思想设计了故障检测观测器,并根据实时所得的故障信息构造新的采样数据容错一致性控制协议;随后利用该协议设计了H∞容错一致性控制器,进而获得一种既节省网络通讯资源又实现容错一致性控制的协同设计方法。3)在2)的基础上,考虑网络通信延时,针对带有网络诱导时延的MAS,为进一步节约网络资源,在故障检测观测器前也引入了分布式事件触发器,研究了双DETTS下MAS的H∞容错一致性控制设计问题。基于H∞控制思想设计了DETTS下的故障检测观测器及容错一致性控制器,使得MAS系统在实现容错一致性的基础上进一步节约了网络通信资源,提高了智能体的续航时间。
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