多Agent系統(tǒng)的控制及穩(wěn)定性分析.pdf

1、南京理工大學(xué)博士學(xué)位論文多Agent系統(tǒng)的控制及穩(wěn)定性分析姓名：王佳申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：控制科學(xué)與工程指導(dǎo)教師：吳曉蓓20080301A B S T R A C TT h e r e s e a r c ho f m u l t i —a g e n ts y s t e m sh a sg a i n e dg r e a ti n t e r e s t sd u r i n gt h e l a s td e c a d e

2、，t h ep r o b l e mo fr e l a t e dc o n t r o lt h e o r ya r es t u d i e di nt h i s d i s s e r t a t i o n ，s u c ha sc o n t r o ll a wa n d s t a b i l i t y a n a l y s i s ．T h em a i n r e s e a r c hw o r k s

3、a r e c o n c l u d e da sf o l l o w s ：( 1 ) T h e c o n t r o l l a w a n d s t a b i l i t ya n a l y s i sw i t ha r t i f i c i a lp o t e n t i a lf i e l da l e s t u d i e d ．I nt w o d i m e n s i o n c i r c u

4、 m s t a n c eb a s e d o nt h ed o u b l ei n t e g r a t o rm a t h e m a t i cm o d e l ，an e w s e to f p o t e n t i a lf u n c t i o n sa r ep r e s e n t e db y r e f e r r i n gt h ec o n c e p t so f e l e c t r

5、 i cf i e l d ，t h e na n e wf o r m a t i o nc o n t r o lm e t h o di sp r o p o s e d ，i nw h i c ht h ep o t e n t i a lf u n c t i o n sa l eu s e db e t w e e na g e n t ·- a g e n ta n d b e t w e e na g e n

6、t - ·o b s t a c l ew h i l eP r o p o r t i o n a l ·- D i f f e r e n t i a lc o n t r o li sa p p l i e df o r m u l t i —a g e n ts y s t e ma n d i t s g o a l ．S t a b i l i t yo f t h i sm e t h o d i sp

7、 r o v e n ．T h e na r e f o r m a t i v ep l a n n i n gs t r a t e g y i s p r o p o s e df o rp a t hp l a n n i n g ．T h i ss t r a t e g yi sa i m e da ta c l a s s o fl o c a lm i n i m a w h i c ha r ef o r m e db

8、 yt h eo b s t a c l es u r r o u n d i n g ，t h i sw i l l h e l pr e d u c et h ep a t h s o fa g e n t s a n d i m p r o v et h e c o n t r o le f f i c i e n c y ．T h e s t a b i l i t y o ft h eo r i g i n a ls y s

9、t e m i sk e p t ．( 2 ) A n e w s l i d i n gm o d e c o n t r o ls t r a t e g yo fm u l t i —a g e n ts y s t e m s i s s t u d i e di nt h r e ed i m e n s i o n s ．S l i d i n gm o d e c o n t r o l i s w i t h n ol

10、i m i t a t i o n o fd i m e n s i o na n d h a s g o o dr o b u s t n e s s ．T h em e t h o d p r o p o s e di nt h i sp a p e r i sb a s e do ns l i d i n g m o d e c o n t r o lc o m b i n e dw i t ha r t i f i c i a

11、lp o t e n t i a l sa n d g r a p ht h e o r y ．I tc a l lb ew i d e l y u s e dt Od e a lw i t ht h en o n l i n e a rp l a n ti n t h r e ed i m e n s i o n a ls p a c e s ，i ta l s oC a n t r a c km o v m g g o a l so

12、 rs e tp o s i t i o n sr o b u s t l yw i t ho b s t a c l e si nc i r c u m s t a n c e sw h i l ek e e pf o r m a t i o n ．T h es t a b i l i t yo f t h ec o n t r o ls t r a t e g yi sp r o v e t ab yc h o o s i n g

13、p r o p e rL y a p u n o v f u n c t i o n ．( 3 ) T h e s t a b i l i t yo fm u l t i —a g e n ts y s t e m i ss t u d i e d ．An e w d e f i n i t i o no fI n p u t ·t O - S t a t eS t r i n g S t a b i l i t y i s

14、p r o p o s e d ，m e a nt o a n a l y z et h es t r i n g s t a b i l i t yf r o mt h ei n p u t - t O —s t a t ev i e w ．S t r i n g i s a b a s i c s t r u c t u r e o f m a n ym u l t i —a g e n t s y s t e m s ．B y v

15、 i e w i n g t h ei n t e r c o n n e c t i o na sa k i n d o f i n p u tt os u b s y s t e m s ，s u f f i c i e n tc o n d i t i o n so f s t r i n gs t a b i l i t yf o rac l a s s o fw e a ki n t e r c o n n e c t e d

16、n o n l i n e a rs y s t e m s a r ed e d u c e d , w h i c hi s b a s e do nt h ei n p u t —t o - s t a t es t a b i l i t ya n a l y s i sa n d s i n 則a r p e r t u r b a t i o n t h e o r y ．( 4 ) T h e m e t h o d o

17、f f o r m a t i o nc h a n g e i ss t u d i e d ．D i f f e r e n tc h a n g e f o r m sa r ec l a s s i f i e d ．T h e m u l t i - a g e n ts y s t e ms t n l c t u r e c a l lb ef i g u r e db yg r a p h ．S o m ep r o p

18、 e r t i e so ff o r m a t i o nc a nb ea c h i e v e db ya n a l y z i n g t h ec o n n e c t i v i t y , r i g i d 0 1 “ m a t z i xo fr e l a t i v eg r a p h s ．T h er e l a t i o n s h i p o fd i f f e r e n t a g e