线性多智能体系统期望编队的可实现性问题

作     者：王兴平 朱建栋 迟殿委 黄甜甜 冯俊娥 Xingping WANG;Jiandong ZHU;Dianwei CHI;Tiantian HUANG;Jun-E FENG

作者机构：烟台理工学院人工智能学院烟台264005 南京师范大学数学科学学院南京210023 山东大学数学学院济南250100 

出 版 物：《中国科学:信息科学》 (Scientia Sinica(Informationis))

年 卷 期：2025年第55卷第1期

页      面：172-186页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:62373193 62273201)资助项目 

主　　题：线性多智能体系统 编队控制 期望编队的可实现性 渐近相容 协议设计 

摘      要：在何种条件下能设计控制协议使一个多智能体系统实现期望编队是编队控制的基本问题.通过分析线性多智能体系统一类可完全实现的期望编队的性质,本文注意到期望编队的可实现性和时变线性方程组的相容性之间存在联系,由此利用时变线性方程组的渐近相容性提出期望编队的渐近相容概念,并利用矩阵的Moore-Penrose广义逆研究其主要性质.利用这一概念,本文给出线性多智能体系统期望编队的可实现性结论:只要智能体动态和连接网络分别满足可控性和连通性条件,所有渐近相容的期望编队都是可实现的.对渐近相容的期望编队,本文利用加权可控性Gram矩阵和Moore-Penrose广义逆设计出状态反馈控制协议.若智能体动态进一步还是可观的,则利用分离原理设计出基于观测器的控制协议.最后,仿真实例的结果验证了本文结论.