非线性特性多智能体系统一致性研究及其应用

Inspired by the nonlinearity existed in desert robots and for the shortage of nonlinear multi-agent systems, the consensus multi-agent systems with nonlinearities is investigated and the computer simulation of desert robots will be explored in the project. Undirected communication topology is extended to directed or switching graphs. The nonlinear multi-agent system is modeled, the consensus is analyzed by using of adaptive control or T-S fuzzy system. Then the consensus conditions is obtained. For multi-agent system, the nonlinear protocols are designed, the conditions of nonlinear consensus are obtained by Lyapunov stability theorem and LaSalle’s Invariance principle. Considered the effect of delays, the restricted condition of delays is derived when multi-agent system achieves consensus by designing Lyapunov functional. The theory resulted will applied into computer simulation to achieve the numerical modeling of desert robots. This project has important theoretical interest and also of great relevance to applications, and can provide the theoretic foundation for desert robot formation.

受沙漠环境中机器人非线性特征的启发以及非线性多智能体系统研究中的不足，本项目旨在分析具有非线性特性多智能体系统的一致性以及对沙漠机器人编队进行计算机模拟仿真。将无向通讯拓扑推广至有向或切换网络结构中，通过建立非线性多智能体系统模型，采用自适应控制或T-S模糊方法研究系统的一致性问题，得到实现一致性的条件；对于多智能体系统设计非线性协议，利用Lyapunov稳定性理论与LaSalle不变性原则，获得系统实现一致性的非线性条件；综合考虑时滞对多智能系统的影响，通过设计Lyapunov泛函，分析系统实现一致性时有关时滞的约束限定。将理论研究结果应用于计算机仿真，实现沙漠机器人的数值模拟。本项目具有重要的理论意义和实际价值，能够为沙漠机器人编队提供重要的理论依据。

受沙漠环境中机器人非线性特征的启发以及非线性多智能体系统研究中的不足，本项目旨在分析具有非线性特性多智能体系统的一致性及进行计算机模拟仿真。项目开展过程中主要集中在三个方面进行研究：一类非线性多智能体一致性分析；基于多智能体思想将其应用于电网研究中；其它方面的工作。. 对Lurie非线性智能体系统设计了一种pinning控制协议，定义一种新的Lyapunov-Krasovskii函数，得到Lurie动态性能网络化多智能体簇同步的矩阵不等式条件，通过仿真发现pinning控制使得系统有效地实现了簇同步。对于分数阶多智能体系统，提出了一种包含现在与过去时间信息的控制协议，通过应用Laplace变换与Volterra积分方程分别得到了多智能体实现渐进一致与有限时间一致的条件；通过仿真可以发现，所提出的控制协议比原有的控制协议更加有效。. 将每个风机看做智能体，以SVG作为主要的补偿装置，固定电容器(FC)辅助补偿，分析确定SVG与FC的容量配比，使用PSCAD软件对风电场进行分析，结果说明SVG+FC的无功功率补偿方案不仅可以实现预定补偿目标而且比单纯的SVG具有经济上的优势。以配电网中的DG为智能体，采用粒子人工鱼群算法（PSOAF）对DG安装点进行选址与定容，以某地实际电网为例证明了模型和算法的可行性。当分布式电源接入电网后，需要调整配电网开关状态优化网络结构，基于此，利用WBQPSO智能算法对含DG的配电网进行优化重构以实现经济性能最佳。假设电网中每个点均为一个智能体，应用复杂网络理论建立实际电网网络模型，应用Pajek软件计算电网拓扑结构特征参数，判定电网所属的网络类型，通过随机移除边/点、有目的移出边/点的方法，分析电网的静态和动态结构脆弱性。. 应用一类免疫果蝇优化算法(IFOA)，采用时间与偏差绝对值乘积积分(ITAE)作为适应度函数，对PID控制器的参数进行整定。提出一种基于果蝇优化算法和SVM的混合优化方法FOA−SVM，对平罗县用户2014年5−12月实际燃气日负荷数据进行分析预测。研究分析蛋白质相互作用网络中度分布可靠性的影像，结果显示广延指数函数的分布是蛋白质网络度分布最优的拟合。