Leader-Following系统的群集行为与控制

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本文讨论基于Leader-Following控制的多个体系统问题,通过引进新的思想和方法,着重讨论个体间的关联拓扑结构以及模型中不同作用项对多个体系统一致收敛性的影响。首先,我们提出一类新的Leader-Following控制模型,运用Lyapunov方法最终我们给出了系统达到一致的充分条件,同时将个体间的拓扑结构推广到相对一般的平衡拓扑结构。其次,我们针对所提出模型的拓扑结构进行讨论,通过对模型作出一些简化,进而引入Laplace变换来解决问题。根据Laplace变换,系统模型个体间的关联拓扑结构可以进一步简化,我们将其推广为最为一般的有向拓扑结构,得出系统所对应的有向图中,只要Leader个体是全局可达点,系统中的所有个体就可以达到一致收敛。再次,我们还分析了Vicsek微分模型的一致收敛性,在前人的基础之上对个体间的关联结构做了进一步简化,将其推广到有向拓扑,并给出了系统一致中心的表达式。同时,我们还对多个体系统的时滞问题也进行了深入讨论,通过Laplace变换方法不但给出了系统达到一致时,时滞值所应该满足的精确上界,而且还将个体间的关联结构推广到普遍的有向拓扑,并给相应一致中心的具体表达式。在对多个体系统的讨论过程中,我们还分别对所讨论的模型做了改进和延伸,提出一系列具有实际意义的新的多个体系统模型,并给出理论分析。在每个章节的后而,我们给出了每个多个体系统模型的数据仿真,说明在不同模型下以及不同拓扑结构下系统具有的不同的运动状态,从而对我们所得出的理论提供了数据支持和现实验证。最后我们对本论文的研究成果做总结,说明本论文所得出的结论具有广泛的应用前景。
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