多自主体系统分布式一致性跟踪控制研究
发布时间：2023-04-09 00:16
最近几年,多自主体系统的分布式协同控制受到越来越多研究者的关注,它揭示了自然界中许多复杂系统的涌现性质,并且有着广泛的工程应用背景。在多自主体系统的分布式协同控制当中,一个关键的问题是一致性。为了实现一致,自主体之间需要进行局部的信息交换。由于实际的多自主体系统处在各种复杂的网络环境当中,自主体之间的通信拓扑会发生变化,通信数据的传输和接收也伴有量测噪声和通信延迟,自主体动力学方程中也可能包含非线性和不确定项。这些因素都可能破坏一致性的实现。因此有必要从分析的角度研究它们对一致性的影响,进而从综合的角度寻找减小这些影响的措施。本文主要研究了有向图下高阶多自主体系统的一致性跟踪控制,包围跟踪控制,非线性不确定多自主体系统的鲁棒包围控制,带有量测噪声和通信延迟的均方包围跟踪控制及非线性多自主体系统的包围编队控制,取得了以下创新成果:研究了领导者具有时变有界控制输入的高阶系统在有向通信拓扑下的一致性跟踪问题,通过构造合适的李雅普诺夫函数及结合拉普拉斯矩阵的“伪半正定”性质证明了跟踪协议的稳定性。在大多数实际情况下无法直接观测系统的状态量,一般是通过系统输出来间接获得系统的状态,研究了有向通信...
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状
1.2.1 无领导者一致性
1.2.2 单个领导者一致性
1.2.3 多个领导者一致性
1.3 本文的工作
1.4 预备知识
1.4.1 代数图论
1.4.2 非平滑分析
1.4.3 随机分析
第2章 有向通信拓扑下的分布式一致性跟踪控制
2.1 引言
2.2 基于状态的一阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.2.1 问题描述
2.2.2 一致性跟踪稳定性分析
2.3 基于状态的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.3.1 问题描述
2.3.2 静态一致性跟踪控制器
2.3.3 自适应一致性跟踪控制器
2.3.4 基于邻近输入的一致性跟踪
2.4 基于量测输出的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.4.1 问题描述
2.4.2 静态跟踪控制器
2.4.3 自适应跟踪控制器
2.5 在切换拓扑下的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.5.1 问题描述
2.5.2 基于固定拓扑的一致性跟踪
2.5.3 基于切换拓扑的一致性跟踪
2.6 仿真结果
2.6.1 静态跟踪协议的仿真
2.6.2 自适应跟踪协议的仿真
2.6.3 基于输出信息的跟踪协议仿真
2.7 本章小结
第3章 有向通信拓扑下的分布式包围跟踪控制
3.1 引言
3.2 基于状态的高阶多自主体系统分布式包围跟踪
3.2.1 问题描述
3.2.2 包围跟踪稳定性分析
3.3 基于量测输出的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
3.3.1 问题描述
3.3.2 自适应包围控制器
3.4 基于切换拓扑的多自主体系统分布式包围跟踪
3.4.1 问题描述
3.4.2 基于切换拓扑的包围跟踪
3.5 仿真结果
3.5.1 自适应包围跟踪协议的仿真
3.5.2 基于切换拓扑的包围跟踪协议仿真
3.6 本章小结
第4章 非线性不确定多自主体系统的鲁棒分布式包围跟踪控制
4.1 引言
4.2 鲁棒分布式包围控制
4.2.1 问题描述
4.2.2 静态包围控制器
4.2.3 自适应包围控制器
4.3 仿真结果
4.4 本章小结
第5章 带有量测噪声和通信延迟的均方包围跟踪控制
5.1 引言
5.2 带有通信延迟的均方包围控制
5.2.1 问题描述
5.2.2 均方包围控制
5.3 仿真结果
5.4 本章小结
第6章 带有避碰机制的多自主体系统包围跟踪控制
6.1 引言
6.2 静态包围跟踪控制
6.2.1 问题描述
6.3 自适应包围跟踪控制
6.3.1 问题描述
6.4 仿真结果
6.5 本章小结
第7章 一致性理论在飞行编队中的应用
7.1 引言
7.2 飞行器模型
7.3 模型的输入输出线性化
7.3.1 简化模型1的线性化
7.3.2 简化模型2的线性化
7.4 飞行编队硬件在回路仿真
7.4.1 仿真系统应用背景
7.4.2 仿真系统概述
7.4.3 仿真系统的组成及实施方式
7.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介
本文编号：3786725
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状
1.2.1 无领导者一致性
1.2.2 单个领导者一致性
1.2.3 多个领导者一致性
1.3 本文的工作
1.4 预备知识
1.4.1 代数图论
1.4.2 非平滑分析
1.4.3 随机分析
第2章 有向通信拓扑下的分布式一致性跟踪控制
2.1 引言
2.2 基于状态的一阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.2.1 问题描述
2.2.2 一致性跟踪稳定性分析
2.3 基于状态的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.3.1 问题描述
2.3.2 静态一致性跟踪控制器
2.3.3 自适应一致性跟踪控制器
2.3.4 基于邻近输入的一致性跟踪
2.4 基于量测输出的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.4.1 问题描述
2.4.2 静态跟踪控制器
2.4.3 自适应跟踪控制器
2.5 在切换拓扑下的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
2.5.1 问题描述
2.5.2 基于固定拓扑的一致性跟踪
2.5.3 基于切换拓扑的一致性跟踪
2.6 仿真结果
2.6.1 静态跟踪协议的仿真
2.6.2 自适应跟踪协议的仿真
2.6.3 基于输出信息的跟踪协议仿真
2.7 本章小结
第3章 有向通信拓扑下的分布式包围跟踪控制
3.1 引言
3.2 基于状态的高阶多自主体系统分布式包围跟踪
3.2.1 问题描述
3.2.2 包围跟踪稳定性分析
3.3 基于量测输出的高阶多自主体系统分布式一致性跟踪
3.3.1 问题描述
3.3.2 自适应包围控制器
3.4 基于切换拓扑的多自主体系统分布式包围跟踪
3.4.1 问题描述
3.4.2 基于切换拓扑的包围跟踪
3.5 仿真结果
3.5.1 自适应包围跟踪协议的仿真
3.5.2 基于切换拓扑的包围跟踪协议仿真
3.6 本章小结
第4章 非线性不确定多自主体系统的鲁棒分布式包围跟踪控制
4.1 引言
4.2 鲁棒分布式包围控制
4.2.1 问题描述
4.2.2 静态包围控制器
4.2.3 自适应包围控制器
4.3 仿真结果
4.4 本章小结
第5章 带有量测噪声和通信延迟的均方包围跟踪控制
5.1 引言
5.2 带有通信延迟的均方包围控制
5.2.1 问题描述
5.2.2 均方包围控制
5.3 仿真结果
5.4 本章小结
第6章 带有避碰机制的多自主体系统包围跟踪控制
6.1 引言
6.2 静态包围跟踪控制
6.2.1 问题描述
6.3 自适应包围跟踪控制
6.3.1 问题描述
6.4 仿真结果
6.5 本章小结
第7章 一致性理论在飞行编队中的应用
7.1 引言
7.2 飞行器模型
7.3 模型的输入输出线性化
7.3.1 简化模型1的线性化
7.3.2 简化模型2的线性化
7.4 飞行编队硬件在回路仿真
7.4.1 仿真系统应用背景
7.4.2 仿真系统概述
7.4.3 仿真系统的组成及实施方式
7.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介
本文编号：3786725
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