基于特征谱分析的领导-追随者网络一致性
2021-08-10李一帆孙伟刚
杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2021年4期
李一帆,孙伟刚
(杭州电子科技大学理学院,浙江 杭州 310018)
0 引 言
多智能体系统一致性理论在人工智能、通信与控制等领域有着广泛的应用,如无人机编队、卫星协同工作。多智能体一致性指通过设计各个智能体之间的一致性协议,利用智能体之间的局部信息,不断调整自己的行为,使得所有智能体的状态最终达到一致[1-2]。作为一类重要的一致性问题,领导-追随者多智能体系统的一致性越来越受关注,其中领导者的状态不受其它智能体影响,而其它智能体尽可能追随领导者[3]。由于多智能体系统无法避免噪声的干扰,因此研究系统对噪声的鲁棒性非常重要。2010年,Patterson等[4]提出了含有噪声的领导-追随者网络一致性概念,在H2范数下,证明了领导-追随者网络一致性是由拉普拉斯矩阵的特征谱所决定,同时提出几种用于选择领导者的贪婪算法,从而使得网络达到最优一致性。Yi等[5]研究了一个领导者的无标度小世界Koch网络,得到领导-追随者一致性的精确结果,并指出网络的一致性不仅与领导者到中心节点的最短路径有关,还取决于领导者的度。众所周知,网络的拓扑结构决定了其特征谱,因此计算网络的特征谱面临着技术挑战。目前,给出含有多个领导者的领导-追随者网络一致性精确解的相关研究文献鲜少,同时,领导者数目对一致性是否有影响也值得深入探讨。为此,本文借助一类确定性网络模型[6],得到含有多个领导设置的一致性解析表达式,揭示领导者对一致性影响的机理。……
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