基于网络一致性的多智能体跟踪控制

2012年04月10日10:47:00 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

徐德刚，桂卫华
中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙

摘　　　要：基于动态网络一致性理论，研究外部向量场变化情况下的分布式多智能体的队形保持和跟踪控制问题。利用邻近多智能体间共享的信息，智能体以一致协商的合作方式既控制自身运动轨迹，同时又保持了一定的队形。针对多智能体之间形成的较近邻耦合网络拓扑进行分析后，提出了多智能体一致性动态控制律的设计方法，可方便地对系统的极点进行配置。还提出了一种利用分散的队形控制分解中心领航者作用的方法，并给出了系统稳定性的条件。研究结果显示，队形稳定性问题仅受到通讯拓扑结构的影响，可以通过分解降阶的系统解决，而向量场的特性只影响系统跟踪性能。仿真例子显示了方法的正确性。

关　键　词：多智能体；一致性；网络；队形；跟踪控制

１　引　言
在许多工业领域中多智能体系统得到了广泛应用，其中，尤为关键的技术是多智能体在作业和运动过程中保持一定队形的方法［１４］。到目前为止，队形控制问题已在机械装配、石油化工检测等领域得到应用［５７］，研究队形控制的方法也大致有三种［４］：跟随领航者法、基于行为法、虚拟结构法。其中，跟随领航者法的应用较为引人注目。在多智能体组成的群体中，某个智能体被指定为领航者，其余作为它的跟随者，这些跟随者以一定的距离间隔跟踪领航智能体。根据领航者与跟随者之间的相对位置关系，就可形成不同的队形，该队形可看作宏观上不同的网络拓扑结构。韩学东等［６８］研究的跟随领航者多智能体系统中，根据智能体之间的不同拓扑位置关系，设计了适用于不同情况的控制器，并探讨了编制队形问题，但其未涉及复杂外部环境的队形保持问题。本文考虑复杂外部环境下由一个领航者和多个智能体组成的系统，利用网络一致性理论，研究复杂条件下的多智能体跟随领航者问题［１２１５］。主要研究在可测的向量场（例如温度场或磁力场等）中多智能体系统的跟踪问题，并进一步获取多智能体测量局部向量场及其他智能体交互各自的测量信息，从而解决基于共享信息的多智能体互相协作控制和各自运动轨迹的问题。此外，为了系统达到稳定，还讨论了具体的多智能体拓扑结构的跟踪问题和动态控制律的设计方法。

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