基于自适应-脉冲协议的不确定性多智能体系统的一致性研究

Recently, the research on the consensus of the multi-agent systems has been a more meaningful and more challenging object in control community field. It is also a strategic topic of science and technology in 21st century. Uncertain multi-agent systems are full of our lives. Because of the limitation of the conventional consensus protocol, the superiority of the adaptive control method and the convenience of the impulsive control method, we try to establish one new consensus protocol (adaptive-impulsive consensus protocol) to research the consensus and the topology identification of the uncertain multi-agent systems. We will apply the knowledge of the Lyapunov stability theory and the impulsive differential equation to complete the theoretical proof with suitable Lyapunov function. Finally, simulation will be provided to demonstrate the effectiveness of the theory.The results of our study will provide more reliable theoretical guidance to the systems science in the production research, the engineering applications and the development of the defense and the economy.

当前，多智能体系统的一致性问题是控制学界的研究热点，也是21世纪科学技术前沿战略性课题之一。不确定性多智能体系统普遍存在于实际生活之中。由于常规一致性协议的局限性，我们将结合自适应控制方法的优势以及脉冲控制方法的便利，设计自适应-脉冲控制协议，去研究不确定性多智能体系统的一致性以及对其中的未知参数和拓扑结构进行识别。 利用Lyapunov稳定性理论以及脉冲微分方程知识，构造合适的Lyapunov 函数，完成理论方面的证明。最后，通过计算机仿真，来验证理论部分的正确性。该研究结果将为系统科学在生产研究，工程应用，以及国防和社会经济发展中提供更加给力的理论指导。

多智能体系统的一致性问题作为目前控制学界的研究热点，受到越来越多的来自于不同领域的学者青睐。在前人的基础之上，基于不同的控制协议，我们研究了以下几个方面的问题：（1）在拓扑结构连通和不连通情况下，研究了由时滞个体组成的复杂网络系统的自适应反馈和线性反馈牵制同步问题；（2）在两种不同控制协议下，分别研究了带有领导者的二阶多智能体系统在含有信息传输滞后和没有信息传输滞后情况下的一致性问题；（3）在带有未知扰动情况下，研究了多智能体系统的自适应脉冲一致性问题；（4）综合利用自适应控制和间歇控制，研究了非线性二阶多智能体系统的一致性问题；（5）在不确定拓扑结构的情况下，设计自适应控制协议，研究了带有多个领导者的多智能体系统的自适应延迟簇一致问题；（6）利用自适应控制方法，研究了带有未知参数（耦合强度）的二阶非线性多智能体系统的一致性问题及参数识别问题。对以上几个问题的研究，我们主要利用Lyapunov稳定性理论，通过构造合适的Lyapunov 函数，完成理论方面的证明。最后，通过对具体实例的计算机数据仿真，直观的给出系统的一致性行为，用以验证理论部分的正确性，做到尽可能地完善多智能体系统的一致性问题研究。我们所作的研究工作是对多智能体系统协作控制领域的补充和发展。希望在不远的将来，它可以为我国的系统科学在生产研究，工程应用，以及社会经济发展中的应用提供些许帮助。