基于自适应方法的复杂网络同步及多智能体一致性研究

论文摘要

近年来,复杂网络在科学与工程各个领域受到了越来越多的关注,其中,复杂网络同步问题已经成为控制学界的研究热点之一,也是21世纪科学技术前沿战略性课题之一。随着分布式网络及多智能体系统的迅速发展,一致性问题作为多智能体之间合作协调的基础和多智能体系统研究的一个重要方向,受到来自各个领域研究者的广泛关注,从而成为群体协调控制领域中一个新兴的但又十分重要的研究课题。本文主要研究了带有未知参数和参数不匹配的演化网络同步问题和带有任意耦合强度的两个不同复杂网络的自适应外同步问题及带有扰动的非线性三阶多智能体系统的一致性问题,可以概括为以下几个方面：1.研究带有未知参数和参数不匹配的复杂网络的鲁棒修正函数投影同步问题。将两个系统间的修正函数投影同步推广到带有未知参数和参数不匹配的复杂网络中。基于Lyapunov稳定性理论,设计合适的鲁棒控制器和自适应更新律,使驱动响应网络能够达到修正函数投影同步。此外,运用Matlab进行数值模拟,证实了自适应控制方法的有效性和可行性。2.研究带有任意耦合强度的两个不同复杂网络的自适应外同步问题。对于具有平衡拓扑结构和任意耦合强度的复杂网络,基于Lyapunov稳定性理论,使用自适应控制方法不仅可以实现两个复杂网络间的外同步而且可以实现每个网络的内同步。模拟结果表明对于具有相同动力系统和不同拓扑结构的复杂网络,耦合强度在短时间内对同步速度具有很大影响；而对于具有不同动力系统和不同拓扑结构的复杂网络,没有这样的影响。最后证明这种自适应方法也可以应用于特定的演化网络。3.研究带有扰动的非线性三阶多智能体系统的自适应领导者跟随一致性问题。基于图论和Lyapunov稳定性理论,使用自适应控制方法,使无向网络中非线性三阶多智能体系统达到自适应领导者跟随一致性,并有效地解决了扰动问题。数值模拟证明了结果的有效性,并表明了控制增益对一致性收敛速度有一定的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景、现状和意义
• 1.2 本文的研究内容和创新点
• 第二章 基本概念
• 2.1 复杂网络有关概念
• 2.2 同步有关概念
• 2.3 自适应控制
• 2.4 多智能体系统一致性
• 第三章 带有未知参数和参数不匹配复杂网络的鲁棒修正函数投影同步
• 3.1 引言
• 3.2 网络模型描述和预备知识
• 3.3 主要结果
• 3.4 数值模拟
• 3.5 本章小结
• 第四章 带有任意耦合强度的两个不同复杂网络的自适应外同步
• 4.1 引言
• 4.2 模型描述和预备知识
• 4.3 主要结果
• 4.4 数值模拟
• 4.4.1 相同动力系统和不同拓扑结构（f=g=h,A≠B）
• 4.4.2 不同动力系统和不同拓扑结构（f≠g≠h,A≠B）
• 4.4.3 相同动力系统和不同演化拓扑结构（f=g=h,A（t）≠B（t））)
• 4.4.4 不同动力系统和不同演化拓扑结构（f≠g≠h,A（t）≠B（t））
• 4.5 本章小结
• 第五章 带有扰动的非线性三阶多智能体系统的自适应领导者跟随一致性
• 5.1 引言
• 5.2 问题描述和预备知识
• 5.2.1 问题描述
• 5.2.2 预备知识
• 5.3 主要结果
• 5.4 数值模拟
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与今后的工作
• 致谢
• 参考文献
• 读研期间发表论文