网络化多智能体系统的能观性分析

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关于多智能体系统(MASs),能控性问题的研究已经有很多研究成果,但对于多智能体系统能观性问题的研究相对较少。在实际应用过程中,由于测量设备的局限等原因,系统在初始时刻的状态可能无法测量,但是系统的输出可以测量到,如果我们可以根据测量到的输出来判断出初始状态,我们就说这个系统是能观的。所以,研究多智能体系统的能观性具有重要意义。本文分别对具有同质和异质的多智能体系统的能观性进行了研究,主要研究内容和结论如下:1.主要研究了一阶离散时间MASs在固定和切换拓扑下的能观性。基于切换控制系统理论,给出了具有切换拓扑的离散时间多智能体系统能观性的一些代数性质。此外,根据系统矩阵的特征值和特征向量,建立了一个基于固定拓扑的离散时间多智能体系统能观性的有效代数特征,并研究了一些特殊拓扑图的能观性。最后,给出了实际例子和数值仿真来验证理论结果的有效性。2.主要研究了基于绝对协议的异质MASs在固定和切换拓扑下的能观性,其中智能体是由单积分器和双积分器智能体组成的。通过将该系统的邻接矩阵适当地分解为子矩阵,并选择一个由领导者测量到的合适的输出向量,可以将异质多智能体系统的动力学建模为经典的线性时不变系统。基于切换系统理论,利用有关切换拓扑的不变子空间得到了离散时间异质多智能体系统能观性的一些代数特征。特别地,通过设计切换序列,建立了不能观子空间。此外,在划分的子矩阵的基础上,利用线性系统能观性的PBH判据和秩判据,给出了具有固定拓扑的异质多智能体系统能观性的一些充分或必要条件。最后,给出了实际例子和数值仿真来验证理论结果的准确性。
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