线性多智能体系统容错协同控制开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

随着网络通信技术、计算机科学技术以及嵌入式系统等各种软硬件技术的快速发展，能够刻画群体智能现象的大规模多智能体系统得到了广泛关注^[1-3]。国内外学者立足于大规模系统的协同控制问题对多智能体系统的编队控制、一致性控制、跟踪控制等展开了丰富的研究^[4-6]。协同输出调节问题的主要任务是设计一种分布式控制协议使得所有智能体都能在抑制干扰的同时，渐近地跟踪所给参考轨迹^[7-9]。在某种意义上，协同输出调节问题能够将一致性控制、渐近跟踪控制、抗干扰控制等问题包含在内，因此已成为大规模系统协同控制领域中的典型问题。

目前，协同输出调节问题的求解方法主要分为分布式正反馈法和分布式内模法。各研究领域人员基于这两类方法针对各种动态下多智能体系统的协同输出调节问题进行了研究，包括时滞动态、非线性动态以及不确定参数动态等^[10-14]。然而，在实际工业系统中，很难保证所有系统部件在长时间运转中不发生故障。如果所设计的控制方法没有考虑这些故障因素，系统不具备容错能力，就很有可能造成整个系统的失效和瘫痪。过去几十年来，容错控制方法取得了丰富的研究成果^[15-18]，但这些容错控制方法很难用来解决多智能体系统的协同输出调节问题。

2. 研究内容和预期目标

2.1 研究内容：

课题主要研究线性多智能体系统的容错协同输出调节方法，探索容错协同输出调节控制方法的底层原理，并在数值软件中对算法进行仿真实验，验证算法的有效性。课题第一部分研究故障的数学模型以及容错协同输出调节问题的建模过程；第二部分研究故障对协同输出调节问题可解性的影响，建立容错协同输出调节问题可解性条件；第三部分研究容错协同输出调节控制算法的底层原理；第四部分通过数值仿真验证算法的有效性；第五部分结合仿真过程与结果分析总结算法的优劣，展望进一步研究方向。

2.2 预期目标：

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方法

（1）文献调研：搜集整理国内外相关文献资料，做好初期调研工作；

（2）定性研究：理解协同输出调节问题的概念，掌握容错协同输出调节算法的底层原理；

4. 参考文献