第 29 卷 第 3 期
Vol. 29 No. 3
控 制 与 决 策
Control and Decision
2014 年 3 月
Mar. 2014
不确定非线性多智能体系统的分布式模糊自适应镇定控制
文章编号: 1001-0920 (2014) 03-0437-06 DOI: 10.13195/j.kzyjc.2012.1832
王 巍
1,2
, 王 丹
1
, 彭周华
1
(1. 大连海事大学 轮机工程学院,辽宁 大连 116026;2. 辽宁工业大学 电气工程学院,辽宁 锦州 121001)
摘 要: 针对一类具有未知非线性和未知参数摄动的非线性多智能体系统, 提出一种分布式模糊自适应镇定控制方
法. 基于邻接智能体信息和部分智能体的自身信息, 分别设计静态耦合和动态耦合的分布式模糊自适应控制律. 基
于 Lyapunov 稳定性理论, 证明了所提出的控制器能使得系统状态最终稳定于原点的邻域内. 仿真实例验证了所提出
方法的有效性.
关键词: 非线性多智能体系统;镇定控制;模糊自适应控制;分布式控制
中图分类号: TP273 文献标志码: A
Distributed fuzzy adaptive stabilization control for uncertain nonlinear
multi-agent systems
WANG Wei
1,2
, WANG Dan
1
, PENG Zhou-hua
1
(1. School of Marine Engineering,Dalian Maritime University,Dalian 116026,China;2. School of Electrical
Engineering,Liaoning University of Technology,Jinzhou 121001,China.Correspondent:WANG Dan,E-mail:
dwangdl@gmail.com)
Abstract: A distributed fuzzy adaptive control approach is proposed for uncertain nonlinear multi-agent systems with
unknown nonlinearities and unknown parametric perturbation. Distributed fuzzy adaptive controllers with static coupling
gain and adaptive coupling gain are designed based on the relative states of neighboring agents and a subset of absolute states
of the agents. Based on Lyapunov stability theory, the proposed fuzzy adaptive controllers guarantee the states of all agents
converge to a small neighborhood of the origin. A simulation example is provided to show the effectiveness of the proposed
method.
Key words: nonlinear multi-agent systems;stabilization control;fuzzy adaptive control;distributed control
0 引引引 言言言
多智能体系统是由一群具备一定感知、通信、计
算和执行能力的智能体通过通信等方式关联成的一
个网络系统. 对于此类大规模网络系统, 采用分布式
控制方法比传统的集中式控制方法更为灵活, 操作更
为方便. 目前, 对智能体系统分布式控制的研究已经
取得较多成果: 文献 [1] 将图论和 Nyquist 稳定性判据
用于分布式协调控制; 文献 [2] 提出采用分解的方法
解决线性耦合多智能体系统 𝐻
∞
控制问题; 文献 [3-
6] 分别研究了一阶、二阶、高阶和线性多智能体系统
的分布式协同控制问题; 文献 [7-8] 研究了存在外界
干扰和不确定性的多智能体系统的分布式 𝐻
∞
系统
控制问题. 但是, 文献 [1-8] 均假设智能体的动态模型
已知并且是完全一致的, 这样的假设较为严格, 在实
际中也难以满足.
在实际控制系统中, 由于测量的准确度、传感器
的精度和环境变化等因素, 系统存在各种不确定性.
文献 [9] 研究了参数不确定的线性多智能体系统的分
布式鲁棒控制, 每个智能体的系统矩阵一致但存在范
数有界的参数不确定性. 因为模糊逻辑系统和神经网
络可以以任意精度逼近致密集上任意光滑函数, 所以
模糊逻辑系统和神经网络技术常用于处理存在未知
非线性的控制系统. 文献 [10] 对存在未知非线性的一
阶多智能体系统, 提出了基于神经网络的自适应协同
控制律. 在此基础上, 文献 [11-12] 基于神经网络研究
了存在未知非线性的二阶和高阶多智能体系统的协
收稿日期: 2012-12-10;修回日期: 2013-04-27.
基金项目: 国家自然科学基金项目(61074017, 61273137, 51209026);中央高校基本科研业务费专项基金项目;辽宁省
教育厅科学研究一般项目(L2013244, L2013202);辽宁工业大学教师科研启动基金项目(X201313).
作者简介: 王巍(1980−), 女, 讲师, 博士生, 从事多智能体系统、智能控制的研究;王丹(1960−), 男, 教授, 博士生导师,
从事非线性系统的自适应控制、多船舶运动控制理论、电力电子技术应用等研究.