文獻標識碼: A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.06.014
引用格式: 吳慕蘭. 基于障礙Lyapunov函數的多智能體系統誤差約束同步[J].信息技術與網絡安全,2020,39(6):73-79.
近年來,多智能體系統由于在編隊控制、無線傳感器、機器人協作裝備等領域的廣泛應用而受到越來越多的關注。作為多智能體系統研究中的基礎問題,同步指所有智能體在某些變量例如位置或速度上達到一致的動態過程。目前存在的有關同步問題的工作主要分為兩類:一類是無領航者的同步問題[1],一類是領航-追隨者同步問題[2],并且其中大多數工作是關于線性系統的。但是在實際情況中系統不可避免地會出現各種非線性和不確定性項,因此未知非線性多智能體系統的同步已成為一個研究的熱點。
由于神經網絡方法[3-4]具有可以從樣本集學習復雜映射的能力,其可以在線學習對未知非線性動力學系統的識別。基于神經網絡固有的非線性逼近能力和內在的自適應學習特征,原始的控制問題常常可以轉化為神經網絡自適應控制問題[5-6]。這類控制策略能保證系統的一致性誤差最終可以穩定在一個較小的界內,其大小取決于模型中的一些顯式參數和未知但有界的項,然而并沒有系統的方法去計算這些上界,因此無法去準確地評估最終的穩定狀態性能。同時,不確定性使得控制過程中誤差的收斂速度也難以準確地評估。實際控制過程中,希望系統在各項參數設計好后滿足給定的穩態性能和瞬態性能,即系統的誤差最終收斂到給定的較小的界內,同時收斂的速度不小于給定的值。KATSOUKIS T等通過使用預設性能控制的方法來實現這一同步誤差約束[7],其最終目標是使得每個智能體的同步誤差嚴格地在預設區域內演化。關鍵思想是通過轉換后的同步誤差將每個智能體的約束誤差放寬為不受約束的誤差,但是轉換后的誤差會增加需要處理的變量的數量且控制效果不穩定。
本文采用障礙Lyapunov函數方法[8]解決誤差約束問題從而避免引入轉換誤差,設計了新的分布式障礙Lyapunov用以研究多智能體系統問題,實驗結果表明同步誤差能夠被嚴格限制在預設范圍內演化。
本文詳細內容請下載:http://www.viuna.cn/resource/share/2000003206
作者信息:
吳慕蘭
(中國科學技術大學 自動化系,安徽 合肥230026)