基于高頻反饋魯棒控制的MAS編隊與包容控制研究.pdf

1、多智能體系統(tǒng)(Multi-agent System, MAS)的研究主要用來解決大型復雜系統(tǒng)建模問題，其特點在于通過智能體之間協(xié)作來完成個體無法實現(xiàn)的復雜任務。文章主要研究MAS協(xié)同控制中編隊控制和包容控制問題，其中編隊控制問題主要分為跟隨-領航法，基于行為法，虛擬結構法，人工勢場法等。在典型的跟隨-領航模型編隊控制中，由于跟隨者只需獲得領導者的狀態(tài)信息而簡化了隊形間的合作，因此控制結構相對簡單，不過這也導致結構中存在“缺乏信息反饋”和

2、“領導者丟失導致的跟隨者掉隊”的缺陷。目前，包容控制的研究主要集中在 MAS跟隨者包容控制算法的設計，而領導者尤其是動態(tài)領導者在系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用有限。此外，由于現(xiàn)實系統(tǒng)多為非線性且具有不確定動態(tài)特性，其中大部分不確定動態(tài)特性的模型難以建立，因此需選擇合適非線性控制器對此類動態(tài)特性的系統(tǒng)加以控制。文章的主要工作及創(chuàng)新之處包括：
　　研究了具有二階未知有界非線性動態(tài)特性的MAS編隊控制問題，分別基于改進的高頻反饋魯棒控制和高增益反饋

3、魯棒控制方法，提出了MAS編隊容錯跟蹤控制算法，在跟隨-領航模型中有無領航情況下分別設計了MAS編隊控制律。算法中的隊形誤差考慮跟隨者分別與領導者和鄰居的反饋信息，從而克服跟隨-領航模型結構缺陷并具有編隊容錯特點；改進的高頻反饋魯棒控制方法能夠保證MAS具有良好的系統(tǒng)魯棒性，另外該方法可應用于解決其他MAS協(xié)同控制問題；所研究的未知非線性動態(tài)特性能夠廣泛適用于其他線性和非線性MAS動態(tài)特性。
　　研究了具有二階未知有界非線性動態(tài)特

4、性的MAS包容控制問題，基于改進的高頻反饋魯棒控制方法，在跟隨者之間無向通信的情況下，提出了MAS包容控制算法，實現(xiàn)了具有動態(tài)領導者的MAS包容控制。與現(xiàn)有基于SMC算法相比，改進的高頻反饋魯棒控制算法能夠克服SMC的抖振現(xiàn)象，且具有良好的系統(tǒng)魯棒性，同時可以通過調節(jié)控制器參數(shù)以適應實際系統(tǒng)控制性能需要而具有廣泛的適用性和實用價值。
　　考慮MAS包容控制整體設計問題，通過結合編隊控制問題和路徑規(guī)劃問題設計并實現(xiàn)了領導者編隊避障控