基于观测器的多智能体系统一致性算法设计_自动化专业.doc

摘 要:近年来，随着应用的需要和技术的发展，多智能体系统的协调控制在学术界引起了研究热潮．多智能体系统是集合了生物学、控制理论和物理学等多个领域而交叉的前沿方向．

多智能体系统是在现实生产中广泛存在的动态系统，描述的是智能体之间通过传递信息、明确分工、协调合作来完成一件相对复杂任务的系统．相比于人工操作系统，多智能体系统可以在很大程度上节省生产成本，更重要的是它安全可靠，鲁棒性、自主性强．

为了能让多智能体系统最终达到协同一致，最基本也是最核心的问题就是设计一个实用可靠的一致性算法，能使系统中的每个智能体在算法作用下最终达到一个共同值，即达到一致．一致性算法描述的是智能体之间信息交换的约束条件，是系统中智能体之间相互作用的规则协议．本文简单开篇阐述了多智能体系统一致性问题的历史背景与发展，介绍了目前解决一致性问题的主要原理和观测器的相关理论．文中主要描述了具有定向通信拓扑的非时变的分布式线性多智能体系统的一致性问题，提出了一种分别基于全维和降维观测器的一致性算法，证明了通信拓扑具有有向生成树的线性多智能体系统的一致性问题可以解决，当且仅当所有的子系统渐近稳定的理论．我们使用Matlab工具对多智能体系统进行仿真实验，对其一致性进行验证，进一步说明设计算法结果的有效性，最后并对未来的研究方向经行了探讨．

关键词：多智能体系统；全维观测器；降维观测器；一致性

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2一致性问题的研究现状-1

1.3一致性理论应用领域-3

1.4本章小结-4

第2章 预备知识-5

2.1图论基础-5

2.2观测器概述-6

2.2.1全维观测器-7

2.2.2降维观测器-8

2.3一致性理论介绍-9

2.3.1二阶多智能体系统的一致性-9

2.3.2线性状态系统一致性-9

2.4稳定性基本理论-10

2.5本章小结-10

第3章 基于全维观测器的线性多智能体系统的一致性-11

3.1引言-11

3.2基于全维观测器的一致性算法-11

3.3一致性分析-12

3.4算例仿真-14

3.5本章小结-16

第4章 基于绛维观测器的线性多智能体系统的一致性-17

4.1引言-17

4.2基于绛维观测器的一致性算法-17

4.3一致性分析-18

4.4算例仿真-19

4.5本章小结-21

第5章 结论和展望-23

5.1结论-23

5.2展望-23

参考文献-24

致 谢-26