發(fā)布時間：2020-03-27 02:43

【摘要】：多智能體系統(tǒng)是由多個智能體按照一定方法或規(guī)律有機結(jié)合而成,相較于單智能體系統(tǒng),多智能體系統(tǒng)不僅具有所有單智能體的特性和優(yōu)點,并且可以通過智能體之間的協(xié)作完成更加復(fù)雜、困難的任務(wù)。多智能體編隊控制是多智能體協(xié)同運動控制的基礎(chǔ),也是研究的熱門方向之一。目前的多智能體編隊控制方法多需要系統(tǒng)同構(gòu)且模型已知,無模型自適應(yīng)控制屬于數(shù)據(jù)驅(qū)動控制,無需建模,僅利用系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)設(shè)計控制器,無模型自適應(yīng)控制為未知異構(gòu)多智能體編隊控制提供了一種新的思路。本文研究了基于一類異構(gòu)非線性多智能體系統(tǒng)的編隊控制問題,提出了一種無模型自適應(yīng)編隊控制方案,通過輪式倒立擺的MATLAlB編隊仿真和NAO機器人編隊實驗驗證了所提編隊控制方案的有效性。具體工作如下:(1)學(xué)習(xí)和研究幾種常用的編隊控制方法以及無模型自適應(yīng)控制算法,將基于全格式動態(tài)線性化的無模型自適應(yīng)控制方法與圖論法相結(jié)合,提出了一種未知異構(gòu)非線性多智能體系統(tǒng)的基于全格式動態(tài)線性化方法的無模型自適應(yīng)編隊控制(Full Form Dynamic Linearization based Model Free Adaptive Formation Control,FFDL-MFAFC)方案。(2)基于異構(gòu)非線性的輪式倒立擺系統(tǒng)采用FFDL-MFAFC方案進行MATLAB編隊仿真及比較研究。仿真包括兩部分,第一部分是輪式倒立擺的速度跟蹤控制,采用狀態(tài)反饋法和PID控制方法分別完成倒立擺的平衡控制和速度控制;第二部分是針對三臺輪式倒立擺系統(tǒng)采用FFDL-MFAFC方案進行編隊控制,并與PID編隊控制方案進行對比,結(jié)果表明FFDL-MFAFC方案控制效果更好。(3)利用三臺NAO機器人搭建編隊控制實驗平臺,并且基于該平臺進行NAO機器人編隊的直線行走實驗和曲線行走實驗。每個實驗中分別采用FFDL-MFAFC方案和PID編隊控制方案,并將兩者的控制效果進行對比,結(jié)果表明FFDL-MFAFC方案的控制效果優(yōu)于PID編隊控制方案。仿真和實驗均驗證了FFDL-MFAFC方案的有效性和優(yōu)越性。
【圖文】：

＿邐＿＿＾逡逑圖１－２分布式多智能體系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ＾邋ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑（３）混合式逡逑如圖１－３所示，這種結(jié)構(gòu)介于主從式與分布式的結(jié)構(gòu)之間，是一種動態(tài)組織結(jié)逡逑構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中各智能體之間的信息交互以及控制關(guān)系是動態(tài)變化的。多智能體系逡逑統(tǒng)采用混合式結(jié)構(gòu)完成一項任務(wù)目標，可使該系統(tǒng)既具有集中式的穩(wěn)定性，又具有逡逑分布式的靈活性，缺點是實現(xiàn)的成本和難度比較高。逡逑主控申元逡逑１１／邐＼逡逑Ｌ邋＾邋Ｊ邋／邐＼邋Ｌ邋Ｊ逡逑自治智能體逡逑Ｌ邐Ｊ—Ｌ邐Ｊ逡逑圖１－３混合式多智能體系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｈｙｂｒｉｄ邋ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑當然在各類場景的實際應(yīng)用中，多智能體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是豐富多變的，但是一般逡逑都是以上這三種多智能體結(jié)構(gòu)的特例或者有機組合。逡逑除此之外，為了智能體之間能夠更好地進行協(xié)作從而完成共同的目標，交互通逡逑信機制必不可少，因此，多智能體系統(tǒng)的交互通信問題也是研究的熱門方向之一。逡逑智能體之間的交互方式［１８】一般有三種：協(xié)調(diào)、協(xié)作、協(xié)商

Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ＾邋ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑（３）混合式逡逑如圖１－３所示，，這種結(jié)構(gòu)介于主從式與分布式的結(jié)構(gòu)之間，是一種動態(tài)組織結(jié)逡逑構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中各智能體之間的信息交互以及控制關(guān)系是動態(tài)變化的。多智能體系逡逑統(tǒng)采用混合式結(jié)構(gòu)完成一項任務(wù)目標，可使該系統(tǒng)既具有集中式的穩(wěn)定性，又具有逡逑分布式的靈活性，缺點是實現(xiàn)的成本和難度比較高。逡逑主控申元逡逑１１／邐＼逡逑Ｌ邋＾邋Ｊ邋／邐＼邋Ｌ邋Ｊ逡逑自治智能體逡逑Ｌ邐Ｊ—Ｌ邐Ｊ逡逑圖１－３混合式多智能體系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｈｙｂｒｉｄ邋ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑當然在各類場景的實際應(yīng)用中，多智能體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是豐富多變的，但是一般逡逑都是以上這三種多智能體結(jié)構(gòu)的特例或者有機組合。逡逑除此之外，為了智能體之間能夠更好地進行協(xié)作從而完成共同的目標，交互通逡逑信機制必不可少，因此，多智能體系統(tǒng)的交互通信問題也是研究的熱門方向之一。逡逑智能體之間的交互方式［１８】一般有三種：協(xié)調(diào)、協(xié)作、協(xié)商，針對這些交互通信方式逡逑學(xué)者們進行了大量的研究。例如：文獻［１９］提出了一種
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：2602345