僅基于相對(duì)位置或角度信息的多智能體系統(tǒng)隊(duì)形協(xié)調(diào)控制.pdf

1、本文研究基于相對(duì)位置信息或角度信息的多智能體系統(tǒng)的隊(duì)形控制。隊(duì)形控制問題是多智能體系統(tǒng)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容,要求控制一群智能體形成期望的幾何形狀。本文側(cè)重于研究未知參考速度下僅基于相對(duì)位置信息的運(yùn)動(dòng)隊(duì)形控制和僅基于角度信息的靜止隊(duì)形控制。本文的研究成果和貢獻(xiàn)具體如下:
　　 研究?jī)H基于相對(duì)位置信息三個(gè)智能體的隊(duì)形運(yùn)動(dòng)控制。在跟隨者未知參考速度的情況下,利用自適應(yīng)方法設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)反饋控制器,使得三個(gè)智能體形成期望的三角形隊(duì)形并保持這個(gè)隊(duì)

2、形在平面中以設(shè)定的參考速度運(yùn)動(dòng)。在沒有合適的李雅普諾夫函數(shù)的情況下用Barbalat引理證明了非線性系統(tǒng)的收斂性；用李雅普諾夫間接法證明了平衡流形的穩(wěn)定性。為多個(gè)智能體的隊(duì)形控制提供了基礎(chǔ)。
　　 研究?jī)H基于相對(duì)位置信息任意多個(gè)智能體的剛性隊(duì)形運(yùn)動(dòng)控制。通過引入有向無圈圖表示鄰居拓?fù)?將多個(gè)智能體的隊(duì)形控制問題分解為一系列三角形控制。再推廣前面的自適應(yīng)方法為每個(gè)跟隨者智能體設(shè)計(jì)分布式動(dòng)態(tài)反饋控制器,使得所有智能體形成剛性隊(duì)形并作

3、為一個(gè)整體以設(shè)定的參考速度運(yùn)動(dòng),并保證了系統(tǒng)的收斂性和穩(wěn)定性。解決了基于有向圖的運(yùn)動(dòng)隊(duì)形控制問題,完善了這方面的理論。
　　 研究?jī)H基于相對(duì)位置信息移動(dòng)目標(biāo)追蹤與包圍時(shí)的多智能體平衡圓周隊(duì)形控制。在未知移動(dòng)目標(biāo)的參考速度和允許鄰居拓?fù)鋾r(shí)變的情況下,提出將解耦控制思想與自適應(yīng)策略有機(jī)結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)分布式動(dòng)態(tài)反饋控制器使得所有智能體以運(yùn)動(dòng)平衡圓周隊(duì)形包圍未知速度的移動(dòng)目標(biāo)。構(gòu)造出僅滿足LipschitZ條件的公共連續(xù)李雅普諾夫函數(shù)

4、,利用拉普拉斯矩陣的性質(zhì)和非光滑不變集原理證明了切換系統(tǒng)的收斂性和穩(wěn)定性。
　　 研究?jī)H基于角度信息的隊(duì)形控制問題。在更符合實(shí)際應(yīng)用的會(huì)話通信模式下,結(jié)合切換非線性系統(tǒng)一致性方法和有限范圍人工勢(shì)場(chǎng)法設(shè)計(jì)分布式控制器,使得三個(gè)智能體以固定點(diǎn)為中心形成等邊三角形隊(duì)形。然后調(diào)整人工勢(shì)場(chǎng)作用范圍,將三個(gè)智能體的隊(duì)形控制擴(kuò)展到任意多個(gè)智能體,使得它們形成平衡圓周隊(duì)形。利用非光滑分析克服了由會(huì)話通信引起的隨機(jī)切換帶來的困難,證明了隨機(jī)切換系