本文關(guān)鍵詞：基于LQR的多智能體系統(tǒng)協(xié)同最優(yōu)控制

  更多相關(guān)文章： 多智能體系統(tǒng) 協(xié)同最優(yōu)控制 線(xiàn)性二次型 拉普拉斯矩陣 牽制增益

【摘要】：近年來(lái),多智能體系統(tǒng)協(xié)同最優(yōu)控制問(wèn)題逐步成為國(guó)內(nèi)外不同學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制在工業(yè)、社會(huì)、管理和控制科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用,如無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制,多衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整,分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)等。多智能體系統(tǒng)通常包含大量智能體,針對(duì)消耗性能指標(biāo)尋找最優(yōu)控制策略具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本文從能量?jī)?yōu)化的角度出發(fā),在前人研究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究多智能體系統(tǒng)分布式協(xié)同優(yōu)化問(wèn)題,豐富了分布式優(yōu)化控制的研究成果。具體研究工作和主要貢獻(xiàn)包括如下幾個(gè)方面:1.分別研究以滿(mǎn)足一定條件的連續(xù)時(shí)間多智能體系統(tǒng)為對(duì)象,通信拓?fù)錈o(wú)約束時(shí)的分布式一致最優(yōu)控制問(wèn)題和跟蹤最優(yōu)控制問(wèn)題。針對(duì)二次型性能指標(biāo),利用LQR控制理論討論全局最優(yōu)控制協(xié)議形式。對(duì)于一致最優(yōu)控制,通過(guò)矩陣分解得到全局最優(yōu)控制協(xié)議滿(mǎn)足分布式控制形式的條件,并證明最優(yōu)控制協(xié)議可以保證一致性。對(duì)于跟蹤最優(yōu)控制,針對(duì)積分器形式和系統(tǒng)方程正定的領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng),進(jìn)一步研究M矩陣可分解性,將最優(yōu)控制協(xié)議分解成最優(yōu)拉普拉斯矩陣和最優(yōu)牽制增益矩陣從而滿(mǎn)足分布式條件,并證明最優(yōu)控制協(xié)議可以保證跟隨者跟蹤領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)。2.研究離散時(shí)間積分器形式多智能體系統(tǒng)的分布式協(xié)同優(yōu)化問(wèn)題。基于離散LQR控制理論討論無(wú)領(lǐng)導(dǎo)者的多智能體系統(tǒng)一致最優(yōu)控制策略和領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng)跟蹤最優(yōu)控制策略。在設(shè)計(jì)跟蹤最優(yōu)控制協(xié)議過(guò)程中,進(jìn)一步討論通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拉普拉斯矩陣和牽制矩陣的可分解性,從而證明基于離散Riccati方程得到的最優(yōu)控制協(xié)議形式滿(mǎn)足分布式控制要求。3.研究固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)情況下領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng)協(xié)同跟蹤次最優(yōu)控制問(wèn)題。分別考慮連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間兩種情況下,當(dāng)性能指標(biāo)權(quán)陣與拉普拉斯矩陣及牽制增益矩陣相關(guān)時(shí),利用極大值原理提出分布式次最優(yōu)跟蹤控制協(xié)議,選取最優(yōu)比例因子同時(shí)保證跟隨者漸進(jìn)跟蹤領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)和性能指標(biāo)次最優(yōu),并討論分布式次優(yōu)控制協(xié)議存在的必要條件。
【關(guān)鍵詞】：多智能體系統(tǒng) 協(xié)同最優(yōu)控制 線(xiàn)性二次型 拉普拉斯矩陣 牽制增益
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP18;O232
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 研究目的和意義11-14
• 1.2.1 多智能體協(xié)同控制研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 多智能體最優(yōu)控制研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 符號(hào)說(shuō)明14-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 第二章 預(yù)備知識(shí)16-20
• 2.1 代數(shù)圖論16-17
• 2.2 矩陣知識(shí)17-18
• 2.3 LQR最優(yōu)控制理論18-20
• 第三章 通信無(wú)約束情況下連續(xù)時(shí)間多智能體系統(tǒng)協(xié)同最優(yōu)控制20-37
• 3.1 引言20-21
• 3.2 連續(xù)時(shí)間多智能體系統(tǒng)一致最優(yōu)控制21-24
• 3.3 領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者多智能體系統(tǒng)跟蹤最優(yōu)控制24-28
• 3.4 系統(tǒng)矩陣正定時(shí)領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng)跟蹤最優(yōu)控制28-31
• 3.5 數(shù)值仿真31-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第四章 線(xiàn)性離散時(shí)間多智能體系統(tǒng)協(xié)同最優(yōu)控制37-52
• 4.1 引言37
• 4.2 離散時(shí)間多智能體系統(tǒng)一致最優(yōu)控制37-40
• 4.3 離散時(shí)間領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng)跟蹤最優(yōu)控制40-48
• 4.4 數(shù)值仿真48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 固定通信拓?fù)湎骂I(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者多智能體系統(tǒng)協(xié)同跟蹤次最優(yōu)控制52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 連續(xù)時(shí)間領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng)跟蹤次最優(yōu)控制52-56
• 5.3 離散時(shí)間領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者系統(tǒng)跟蹤次最優(yōu)控制56-59
• 5.4 數(shù)值仿真59-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果69-70
• 致謝70-71
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)71

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本文編號(hào)：751559