基于刚性图的多智能体编队跟踪控制研究
多智能体系统由于其具有单个智能体所不具备的优势，在实际应用以及理论分析中受到诸多关注。多智能体编队控制是多智能体系统中的一个热点问题。多智能体系统的编队跟踪控制的主要目标是使多个智能体形成并保持一个给定的队形，同时跟踪上一个期望的速度。本文利用智能体间的局部信息通讯，通过控制智能体间的相对距离来实现编队控制。同时，假设期望速度信息只被部分智能体获得，设计了速度估计器来估计期望速度。本文给出的控制算法由两部分组成:第一部分是基于势函数的负梯度算法，用来控制编队队形;第二部分是速度估计部分，用来使每个智能体跟踪上期望速度。对于期望速度时不变和时变两种情况，采用了不同的估计器形式。在该控制算法下，文章对不同条件的目标队形证明了系统的局部稳定性。本文的主要工作如下: 首先，对于目标编队满足最小刚性假设的情况，利用最小刚性图的性质，采用李雅普诺夫定理证明了系统的稳定性。对于期望速度时不变和时变两种情况，分别使用耦合和解耦的证明方法证明了编队误差和速度跟踪误差指数收敛。 其次，研究了目标编队不满足最小刚性假设的情况。由于目标编队不是最小刚性的，此时李雅普诺夫方法不再适用。对于这种情况，我们采用中心流形定理，研究系统在平衡点附近线性化的特性，得到系统的局部稳定性。 最后，在第一部分的基础上，我们加入了分布式事件触发的控制机制，在特定的时刻更新控制输入，其余时间保持不变，以节约资源。对基于最小刚性的编队跟踪问题，给出了基于事件触发的控制算法以及触发条件，证明了系统在事件触发控制下的稳定性。
多智能体系统;目标跟踪;编队控制;刚性图
厦门大学
硕士
控制理论与控制工程
兰维瑶;陈飞
2015
中文
TP391.41
64
2016-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）