本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜多自主體網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同分析與控制設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,由于在經(jīng)濟(jì)、民用、軍事等方而都有著廣泛的應(yīng)用,多自主體網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)控制受到了來自不同領(lǐng)域科研工作者的廣泛關(guān)注。其中多協(xié)同控制已經(jīng)成為多自主體網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制中的研究熱點(diǎn)與前沿研究問題之一。研究多自主體網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同控制,不僅僅只是為了揭示自然界中客觀存在的生物多一致、多群集、多聚集、多同步等現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律,更重要的是通過對其內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識,更好地理解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),更好地為人類社會生活服務(wù)。 本論文分別對有輸入時(shí)滯、采樣信息、非線性項(xiàng)、不確定性干擾的多自主體網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同性控制問題進(jìn)行了深入的研究。所謂多協(xié)同,是指隨著多自主體網(wǎng)絡(luò)的演化,網(wǎng)絡(luò)中自主體通過彼此之間的信息交互最終呈現(xiàn)多個(gè)狀態(tài)的協(xié)同行為。本文在已有研究工作的基礎(chǔ)上,運(yùn)用控制理論、穩(wěn)定性理論、代數(shù)圖、矩陣?yán)碚摰戎R,系統(tǒng)深入地研究了復(fù)雜動態(tài)多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致、多跟蹤和包含控制等多協(xié)同問題。本文的主要內(nèi)容概括如下： 有輸入時(shí)滯的二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致的研究。在本論文中首先研究了無時(shí)滯時(shí)二階連續(xù)多自主體網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)多一致、靜態(tài)多一致、周期多一致。通過控制參數(shù)的范圍,使得系統(tǒng)達(dá)到不同類型的多一致。其次,由于通訊網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體自身對于外部作用或信號的處理必然會產(chǎn)生輸入時(shí)滯,而較大的輸入時(shí)滯也會造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此,利用時(shí)滯系統(tǒng)的Hopf分岔理論,得到了可容許的最大時(shí)滯。所得的結(jié)果揭示了多一致與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒖刂茀?shù)、時(shí)滯之間的內(nèi)在聯(lián)系。由于時(shí)延的普遍存在,本文的研究具有實(shí)際意義。 基于采樣位置信息的二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致和多跟蹤研究。與連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)相比,基于采樣控制的多自主體網(wǎng)絡(luò)模型在控制精度、控制速度和控制性能方面都具有一定的優(yōu)勢。因此,本文針對二階離散多自主體網(wǎng)絡(luò),在不能獲得鄰居自主體的速度信息時(shí),基于當(dāng)前的和過去的采樣時(shí)刻的位置信息,考慮了二階離散系統(tǒng)的多一致和多跟蹤問題。利用特征根分析,得到了系統(tǒng)達(dá)到多一致和多跟蹤的充要條件。研究結(jié)果表明采樣周期的大小對多一致和多跟蹤到達(dá)的速度是有影響的。 基于周期間歇控制的二階非線性多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致研究。針對有非線性項(xiàng)的二階多自主體網(wǎng)絡(luò),利用周期間歇控制研究其多一致性。基于Lyapunov穩(wěn)定性,得到非線性多自主體網(wǎng)絡(luò)的全局指數(shù)穩(wěn)定性條件,同時(shí)得到了非線性系統(tǒng)周期間歇控制的多一致準(zhǔn)則,最后給出一些數(shù)值實(shí)例來驗(yàn)證方法的可行性和有效性。本文的研究有效地避免了采用連續(xù)控制方法所帶來的控制成本過高以及實(shí)際中難以實(shí)現(xiàn)等弊端。 分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致研究。由于分?jǐn)?shù)階微積分具有記憶性和歷史依賴等特點(diǎn),因此其更適合復(fù)雜多自主體網(wǎng)絡(luò)多協(xié)調(diào)的動力學(xué)建模。本文針對分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)了輸出反饋控制協(xié)議,利用線性矩陣不等式,研究了有多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致問題。本文的結(jié)論對于經(jīng)典的一階整數(shù)系統(tǒng)也是成立的。因此,本文的研究具有普遍意義。 分?jǐn)?shù)階不確定多自主體網(wǎng)絡(luò)的包含控制研究。本文針對分?jǐn)?shù)階不確定多自主體網(wǎng)絡(luò),基于狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測器分別設(shè)計(jì)了不同的分布式協(xié)議,使得跟隨者的狀態(tài)最終到達(dá)領(lǐng)航者所構(gòu)成的凸包中。利用分?jǐn)?shù)階的穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式,得到了反饋增益矩陣存在的條件。 最后,對全文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),并提出了幾個(gè)值得進(jìn)一步研究的問題。
【關(guān)鍵詞】：多自主體網(wǎng)絡(luò) 多協(xié)同 多一致 多跟蹤 時(shí)滯 包含控制
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP13
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 符號說明11-12
• 1 緒論12-25
• 1.1 研究背景及意義12-16
• 1.2 多自主體網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 多自主體網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制的研究熱點(diǎn)19-22
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容22-25
• 2 有輸入時(shí)滯的二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致25-50
• 2.1 引言25-26
• 2.2 問題描述與預(yù)備知識26-28
• 2.3 無時(shí)滯時(shí)二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致28-35
• 2.4 有輸入時(shí)滯的二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致35-38
• 2.5 仿真模擬38-49
• 2.6 本章小結(jié)49-50
• 3 基于采樣位置信息的二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致50-67
• 3.1 引言50-51
• 3.2 問題描述51-53
• 3.3 二階離散多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致53-59
• 3.4 二階離散多自主體網(wǎng)絡(luò)的多跟蹤59-61
• 3.5 數(shù)值仿真61-66
• 3.6 本章小結(jié)66-67
• 4 基于間歇控制的非線性多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致67-81
• 4.1 引言67-68
• 4.2 模型描述與預(yù)備知識68-69
• 4.3 主要結(jié)論69-75
• 4.4 仿真模擬75-80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 5 分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致性81-96
• 5.1 引言81-82
• 5.2 問題描述82-85
• 5.3 輸出反饋控制器下分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致85-91
• 5.4 狀態(tài)反饋控制器下分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致91-92
• 5.5 仿真模擬92-95
• 5.6 本章小結(jié)95-96
• 6 分?jǐn)?shù)階不確定多自主體網(wǎng)絡(luò)的包含控制96-113
• 6.1 引言96-97
• 6.2 問題描述97-98
• 6.3 基于狀態(tài)反饋分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò)包含控制98-102
• 6.4 基于狀態(tài)觀測器的分?jǐn)?shù)階多自主體網(wǎng)絡(luò)包含控制102-107
• 6.5 數(shù)值仿真107-112
• 6.6 本章小結(jié)112-113
• 7 總結(jié)與展望113-117
• 7.1 全文總結(jié)113-114
• 7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)114-115
• 7.3 研究展望115-117
• 致謝117-118
• 參考文獻(xiàn)118-128
• 附錄Ⅰ 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄128-130
• 附錄Ⅱ 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目130-131
• 附錄Ⅲ 公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與博士學(xué)位論文的關(guān)系131

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本文編號：256550