多智能体线性系统输出调节与输入饱和控制

"多智能体线性系统含输入饱和的输出调节 .pdf，作者：文凤，周洪涛，发表于华中科技大学自动化学院" 本文主要探讨的是多智能体线性系统在存在输入饱和情况下的输出调节问题。在多智能体系统中，每个智能体（或称为跟随者）遵循特定的动力学方程，这些方程可能是线性的，并可能受到外部扰动和输入饱和的限制。输入饱和是指控制系统中，由于物理设备的限制，输入信号不能无限增大，而必须保持在一定的范围内。这种现象在实际工程中非常常见，例如电机驱动、航空航天等领域。 研究的核心是在有向拓扑图的背景下解决一致性问题。有向拓扑图描述了智能体之间的信息传递关系，即每个智能体可以接收到一部分其他智能体的信息，但接收信息的方向是有规定的。在这种环境下，外部扰动被看作是多智能体系统中的“领导者”，其行为对整个系统的协调至关重要。 文章提出了一种带有饱和限制控制输入的输出调节模型。该模型引入了一个低增益状态反馈矩阵，以确保在考虑输入饱和的情况下，智能体的输出仍能有效地跟踪外部扰动（领导者）的输出。低增益反馈是一种控制策略，它通过调整控制器的增益来避免输入饱和，同时保持系统性能。 为了证明模型的有效性，作者构造了一个李亚普洛夫函数，该函数用于判断系统的稳定性。李亚普洛夫稳定性理论是控制理论中的一个核心概念，它通过分析系统状态的演化来确定系统是否稳定。如果李亚普洛夫函数满足特定条件，那么可以证明系统是渐近稳定的，这意味着智能体的输出最终会收敛到领导者输出的期望值。 文章进一步提供了数值仿真，通过具体的例子验证了所提出的理论和方法的正确性和实用性。这些仿真结果可以直观地展示出，在存在输入饱和的情况下，智能体如何成功地调节其输出以跟踪领导者，从而实现一致性。 关键词：输出调节、低增益反馈、输入饱和、多智能体线性系统 该研究对于理解多智能体系统在实际环境中的行为和设计有效的控制策略具有重要意义，特别是在那些面临物理约束和动态环境变化的复杂系统中。同时，它也为未来进一步研究更复杂、更具挑战性的多智能体系统问题提供了理论基础。