二階時變時滯多智能體系統(tǒng)快速一致性算法

張婷婷，張 偉

(上海理工大學(xué) 光電信息與計算機工程學(xué)院，上海200093)

0 引 言

近年來，隨著人工智能和分布式協(xié)調(diào)控制理論的發(fā)展，多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制也吸引了大批研究者的關(guān)注和研究。多智能體系統(tǒng)應(yīng)用于多領(lǐng)域，如分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)［1］、編隊控制［2-4］、群集［5］、協(xié)同控制［6］和分布事件觸發(fā)［7-8］等。實現(xiàn)多智能體網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制，需要各個智能體狀態(tài)達(dá)到一致。因此，一致性問題是研究多智能體系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。在保證多智能體系統(tǒng)的穩(wěn)定性前提下，提高系統(tǒng)的動態(tài)性能也具有一定的研究意義。

多智能體系統(tǒng)的動態(tài)性能，即多智能體的一致性收斂速度。提高收斂一致性，無疑能夠提高系統(tǒng)的通訊能力及性能。文獻(xiàn)［9］中，Olfati提出了一種超高速信息網(wǎng)絡(luò)的算法，該算法可以在小網(wǎng)絡(luò)上以驚人的速度達(dá)到多智能體一致性，并且驗證了收斂速度由通信的代數(shù)連通性決定，為研究快速一致性提供了有力的理論基礎(chǔ)。基于此理論，She［10］等人提出基于局部信息的多智能體系統(tǒng)，引入PI控制器設(shè)計快速一致性算法，給出智能體快速收斂的充分條件。文獻(xiàn)［11］針對分布式控制與大系統(tǒng)的快速一致性，基于雙跳網(wǎng)絡(luò)提出快速一致性算法，使得多智能體系統(tǒng)的收斂速度更快。文獻(xiàn)［12-15］研究了二階以及高階系統(tǒng)的多智能體快速收斂一致性算法。由于通訊約束，智能體之間交互信息時產(chǎn)生時滯，研究者從網(wǎng)絡(luò)通訊拓?fù)鋱D著手，引入多跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一致性算法，且利用頻域法分析系統(tǒng)收斂條［16-19］。……