多自主體系統若干協調控制問題研究.pdf

1、近年來,多自主體系統的協調控制問題引起了廣泛的研究興趣。用分布式策略研究多自主體系統已有重大進展,分布式是指每個多自主體僅利用自己和鄰居的局部信息去完成整體的控制目標。在多自主體系統的研究中,一致性問題是最基本的問題。在一類多自主體系統里,可能存在一個或多個領導,當系統里面存在一個領導的時候,一致性問題就變?yōu)轭I導―跟隨一致性問題或者為跟蹤問題,當多自主體系統含有多個領導時,一致性問題變?yōu)榘刂茊栴}。在另一類多自主體系統中,該系統由多個

2、子系統和一個外部系統構成,每個子系統可設計分布式控制律使閉環(huán)系統漸近穩(wěn)定,保證每個子系統的輸出能漸近的跟蹤到外部系統的軌跡或者漸近的抑制外界未知的干擾,其中每個子系統的追蹤信號或擾動信號都由同一個外部系統產生,這類問題稱為多自主體系統的輸出調節(jié)問題。本文借助切換系統理論和Lyapunov函數研究了多自主體系統的一致性問題,領導―跟隨一致性問題和輸出調節(jié)問題。本文的主要工作如下：
　　對于具有聯合連通拓撲的多自主體系統,第二章研究了

3、一類完全分布式領導―跟隨一致性問題。研究的聯合連通拓撲不要求在每個時間子區(qū)間上拓撲圖是連通的,只需在時間區(qū)間上拓撲圖的并是連通的,其中時間區(qū)間長度是有上下界的。自主體系統動力學方程分為線性和非線性兩種情況?；诠餐琇yapunov函數分別設計了分布式線性和非線性自適應控制協議,給出了線性和非線性多自主體系統完成領導―跟隨一致性的充分條件。
　　第三章研究了一類間歇通信拓撲下一般線性多自主體系統利用二階鄰居信息的一致性問題。對一致性

4、的加速收斂問題的已有一些工作,但這些工作假定通信是連續(xù)的。與以前工作不同,本章給出了間歇通信下用二階鄰居的信息使系統加速收斂的充分條件。由于網絡中信息的傳輸存在時間滯后,因此設計了在時滯和間歇通信拓撲下用二階鄰居信息的一致性協議。在拓撲圖是連通的且是間歇通信的假定條件下,證明了只要連通率足夠大時,系統可實現一致性。另外也給出了只用鄰居信息的一般線性多自主體系統在時滯和間歇通信下實現一致性的條件。
　　第四章研究了間歇通信拓撲下一般

5、線性多自主體系統的合作輸出調節(jié)問題。間歇通信拓撲不同于聯合連通拓撲,間歇通信拓撲對時間區(qū)間的長度的上界沒有限制。在網絡中并不是所有自主體都可以直接得到外部系統的信息并且網絡通信可能是間歇的,因此需要所有自主體對外部系統狀態(tài)進行間歇的估計,之后證明了間歇估計的狀態(tài)能漸近收斂到外部系統的狀態(tài)。為了解決多自主系統的合作輸出調節(jié)問題,先給出了一個切換系統的輸出調節(jié)引理。依據引理,得到了系統分別依據狀態(tài)反饋和輸出反饋實現合作輸出調節(jié)的充分條件。<