信息傳輸不連續的多智慧型體系統的一致性分析與控制

《信息傳輸不連續的多智慧型體系統的一致性分析與控制》是依託北京工商大學，由高彥平擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：信息傳輸不連續的多智慧型體系統的一致性分析與控制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：高彥平
• 依託單位：北京工商大學

項目摘要

由於在深空探測、軍事協同偵查等方面的廣泛套用，多智慧型體系統已經成為了一個熱門的研究領域，而一致性是其研究中的基本問題之一。本課題採用圖論、矩陣理論、穩定性理論、控制理論等工具研究信息傳輸不連續的多智慧型體系統的一致性，其中採樣器的採樣時間與保持器的更新時間可以不同，並尋求理論結果在多機器人協調控制領域中的套用。首先針對連續多智慧型體系統，設計一類一致性協定，並分析拓撲、時滯、離散時刻的分布、採樣器的採樣周期與保持器的更新周期的數量關係對一致性的影響。其次，針對二階和高階連續多智慧型體系統，在部分狀態信息不可測量的情形，設計靜態或動態輸出反饋形式的協定，並建立一致性成立的判定條件。最後，設計一類有界的協定，分析時滯、拓撲等對一致性的影響。對信息傳輸不連續的多智慧型體系統一致性的研究，不僅可以促進一致性理論的發展，而且也為相關套用領域，尤其是多機器人協調控制領域，提供重要的理論基礎。

結題摘要

由於在深空探測、軍事協同偵查等方面的廣泛套用，多智慧型體系統已經成為了一個熱門的研究領域，而一致性是其研究中的一個基本問題。本課題採用圖論、矩陣理論、穩定性理論、控制理論等工具研究了信息傳輸不連續的多智慧型體系統的一致性，並將部分理論結果套用到多機器人協調控制領域中。首先，針對一階連續多智慧型體系統，在智慧型體之間的信息傳輸不連續，並且採樣器周期和保持器周期不同的情形，給出了控制器的設計方法，建立了一致性成立的充要條件，並進一步分析了採樣器的採樣周期與保持器的更新周期的數量關係對一致性收斂率的關係。其次，針對信息傳輸不連續的二階連續多智慧型體系統, 分別研究了每個智慧型體可以獲得位置和速度信息，以及每個智慧型體只能獲得位置信息的情形。對於第一類情形，建立了一致性成立的充要條件，並將理論結果套用到了多機器人編隊控制問題中；對於第二類情形，由於部分狀態信息不可測量，而目標是關於完全狀態達到一致，於是，受到速度估計的思想的啟發，設計了兩類離散形式的協定，獲得了一致性成立的充要條件。然後，針對信息傳輸不連續的高階連續多智慧型體系統,分別研究了每個智慧型體可以獲得自己相對鄰居的所有狀態信息，以及每個智慧型體只能獲得自己相對鄰居的部分狀態信息的情形。針對第一類情形，建立了一致性可解的充要條件，並給出了控制器的具體設計方法。結果表明，一致性成立若且唯若每個智慧型體對應的系統是可鎮定的，並且拓撲圖有生成樹。針對每個智慧型體對應的系統是可控標準型的情形，利用LMI 技術可方便的得到控制器的設計方法。針對第二類情形，給出了靜態輸出反饋控制器的設計方法。最後，針對一階多智慧型體系統，設計了一類新的控制協定，即基於事件觸發的控制器，並在時變拓撲條件下，建立了觸發規則和一致性成立的充分條件。對信息傳輸不連續的多智慧型體系統一致性的研究，不僅可以促進一致性理論的發展，而且也為相關套用領域，尤其是多機器人協調控制領域，提供重要的理論基礎。