摘要: 多智能体系统是分布式人工智能的重要分支,在编队控制、并行计算、数据融合等领域有广泛应用.协同控制是多智能体系统研究的核心内容,能控性则是协同控制研究的基本问题.本文研究时滞多智能体系统的能控性,包含了固定拓扑和切换拓扑下的相对能控性,以... 展开 多智能体系统是分布式人工智能的重要分支,在编队控制、并行计算、数据融合等领域有广泛应用.协同控制是多智能体系统研究的核心内容,能控性则是协同控制研究的基本问题.本文研究时滞多智能体系统的能控性,包含了固定拓扑和切换拓扑下的相对能控性,以及固定拓扑下的结构能控性. 本文主要研究内容如下: 首先,研究具有状态时滞的多智能体系统在固定拓扑下的相对能控性.通过构造通信协议,将具有状态时滞的同质(异质)多智能体系统转化为单(多)时滞系统.对于单时滞系统,通过利用Kronecker积与矩阵延迟指数,导出系统在参数矩阵可交换情形下的显示解,由此建立系统相对能控的格拉姆型判据和秩判据.对于多时滞系统,通过利用系统参数矩阵构造矩阵序列与Mittag-Leffer型矩阵函数,导出系统在参数矩阵不可交换下的显示解,进而建立多时滞系统相对能控的格拉姆判别法与能控性矩阵秩判别法. 其次,研究具有输入时滞的多智能体系统在切换拓扑下的相对能控性.借助通信协议,将原问题转化为时滞切换系统的相对能控性.分解切换系统为若干齐次与非齐次子系统,结合切换机制分别导出齐次与非齐次子系统解的迭代关系.根据非齐次子系统解的迭代关系构造嵌套空间,由此建立切换系统相对能控的能控子空间判别法. 最后,研究具有输入时滞与通信时滞的多智能体系统在固定拓扑下的结构能控性.对于具有输入时滞的多智能体系统,利用相对协议将其转化为矩阵元素相互依赖的时滞相称系统.借助状态空间分析法建立该系统相对能控的充要条件,随后结合矩阵参数化与图论的方法建立其结构能控的判别定理.对于具有通信时滞的多智能体系统,通过构造绝对协议将其转化为矩阵元素相互独立的时滞系统.利用Bellman的求解方法导出时滞系统的解,由此建立该系统相对能控的判别定理.在此基础上,利用图论工具建立其结构能控的判别定理.进一步将研究内容推进至通信时滞下的高阶多智能体系统中. 研究结果为后续研究时滞多智能体系统的最优控制问题奠定基础. 收起