一类混沌系统同步及二阶多智能体系统一致性设计

摘要

由于非线性科学与复杂性科学在现实世界中具有极其广泛的应用需求，自二十世纪以来，越来越多国内外科研工作者开始将重心转移到非线性与复杂性工作中。混沌现象作为非线性系统理论中一个非常重要的方向，自提出便成为研究的热点。同时，多智能体系统的协调控制作为复杂性工程控制领域中一门新兴学科，揭示了许多自然现象的内在规律，更重要的是它能够为解决复杂现实问题提供全新的思路与方法。
　　近年来，关于混沌同步控制的理论与方法被相继提出。然而，由于混沌系统具有对初值极其敏感等特性，故要求设计出的控制器简单、易实现、鲁棒性好、可靠性高。因此，改进和完善现有的混沌同步控制方法，使之更具实际应用价值也是十分必要的。基于此，本文第三章的控制器算法在终端滑模控制理论的基础上，结合了自适应技术，研究了基于非奇异自适应终端滑模控制的一类混沌系统的同步问题。该方法在一定程度上降低了控制器的复杂性，解决了常规终端滑模控制中由于不当参数所引起的奇异问题，并削弱了因变结构控制而产生的抖振现象，提高了系统的稳态精度，使之更易于工程实现。
　　随着社会交互作用日趋复杂，作为复杂网络的多智能体系统的协调控制在近几十年得到了迅速发展。由于多数协调控制问题都能够从多智能体一致性理论的延伸和变化中得到建模，因此针对多智能体一致性问题的研究就显得尤为重要。虽然一阶多智能体系统的相关控制理论已非常成熟，但实际中更为普遍的二阶系统的一致性控制理论工作仍有待完善。在工程应用中，建模误差、外界干扰、参数摄动等会使系统中出现不确定性项，导致系统状态最终无法趋于一致。本文运用代数图论、矩阵理论、自适应控制、神经网络、终端滑模控制等方法，研究了含有不确定项的二阶多智能体系统的一致性问题，所提出的两种控制算法具有结构简单、运算量小、易于工程应用等特点。并且，均通过计算机MATLAB仿真试验验证了设计方法的合理性及有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景及意义

1．2．1 混沌系统的研究背景及意义

1．2．2 多智能体一致性的研究背景及意义

1．3 课题研究现状

1．3．1 混沌系统同步的研究现状

1．3．2 多智能体一致性的研究现状

1．4 本文研究主要内容

第2章 预备知识

2．1 引言

2．2 李雅普诺夫稳定性理论

2．2．1 李雅普诺夫稳定性基本概念

2．2．2 李雅普诺夫第二法

2．3 混沌系统同步的基础知识

2．3．1 混沌的定义及特征

2．3．2 混沌系统同步

2．4 滑模变结构控制的基础知识

2．5 径向基神经网络基础知识

2．6 图论

2．7 矩阵论

2．8 本章小结

第3章 基于自适应终端滑模的一类混沌系统同步控制

3．1 引言

3．2 问题描述

3．3 基于自适应终端滑模的控制器设计及稳定性分析

3．3．1 控制器设计

3．3．2 稳定性分析

3．4 实例分析及仿真研究

3．5 本章小结

第4章 一类含有不确定性的二阶多智能体系统的平均一致性控制

4．1 引言

4．2 问题描述

4．3 基于自适应RBF神经网络的分布式控制器设计及稳定性分析

4．3．1 控制器设计

4．3．2 稳定性分析

4．4 实例分析及仿真研究

4．5 本章小结

第5章 基于自适应终端滑模的二阶多智能体系统一致性控制

5．1 引言

5．2 问题描述

5．3 基于自适应终端滑模的控制器设计及稳定性分析

5．3．1 控制器设计

5．3．2 稳定性分析

5．4 实例分析及仿真研究

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 研究总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢

研究生履历