一类基于caputo分数阶的多智能体一致性控制(2)
近几十年以来，国内外许多学者研究发现分数阶微积分算子具有记忆性和非局部性，非常适合用来描述现实世界中具有记忆和遗传性质的材料，因此分数阶微积分理论在物理、化学、生物、金融、流体、图像[1]等领域应用越来越广泛，实用价值也得以充分的体现。例如在粘弹性系统[2]，人类手臂动态系统[3]，铅酸蓄电池的充电状态[4]，热系统[5-6]，生物工程[7]等。
关于分数阶微积分在控制领域的研究也逐渐成为热点[8-11],人们发现在运用传统控制理论和方法时很难达到预期的指标,同时控制最优化的能很好的提高效率节约成本,这就使得分数阶控制的研究变得越来越必要。现在，关于分数阶系统的研究刚处于起步阶段，还在慢慢深入,有大量的问题需要研究,比如:分数阶微分方程的数学基础，包括其定义、公式以及性质等，分数阶系统的性能，稳定性、能控性和能观性等问题,还有分数阶系统的频率特性等，关于分数阶控制器的设计和研究等。因此,对分数阶系统的研究有着十分深远的现实意义。
1.1.2 多智能体系统
多智能体系统是人工智能领域的一个重要分支，是由多个智能体组成的集合，用来处理单个智能体无法处理的问题。由于不同智能体根据自身特点解决问题的方法和能力是不相同的，单个智能体处理复杂问题的能力往往较弱，而多智能体系统要求使每个智能体通力协作，能够最大限度地发挥他们各自的特性，从而可以完成一些难度较大的问题。多智能体系统具有智能体所具有的良好特性，通过通信、协调、控制、调度等手段，在解决实际问题中具有很强的鲁棒性，大大的提高了效率。
一致性[12]问题在计算机科学中有很长的历史，并且是分布式计算[13]领域的基础。在动态系统或者多智能体系统中，一致性表示系统中所有智能体在所关心的确定数量的特性中都趋于一致。多智能体达到一致性是多智能体去完成某项任务的首要条件，只有达到一致性，才能共同快速地适应周围，无论是邻居还是周边环境的变化，从而更准确的完成动作。
1.2 分数阶系统研究现状
分数阶微积分的出现已有300多年的历史，几乎古典微积分的概念刚被提出，分数微积分就受到众多学者的青睐，可是当时分数阶微积分仅仅是数学家们的纯数学理论分析和推导。直到19世纪后期，分数阶微积分理论才开始逐渐在实际工程领域中得到初步应用。近年来,分数阶微积分理论在控制领域中的应用成为一项研究热点,在分数阶微积分理论框架下,将传统整数阶系统的研究推广到了分数阶系统。分数阶系统辨识方面的研究主要分为时域辨识和频域辨识。
1.2.1频域辨识研究现状
1.2.2时域辨识研究现状
1.3 本课题的研究内容及方法
学习了解分数阶系统研究的发展过程和现状，仔细理解两个分数导数的定义，即Riemann-Liouville分数导数和Caputo分数导数。学习了解多智能体系统一致性问题，最后把分数阶微积分模型引入到多智能体系统的一致性控制问题中，使智能体模型更具实际意义。
选择合适的方法对系统的分数阶导数及系统的参数进行实时估计并研究外界干扰下方法的有效性及性能。本文研究拟采用的研究手段如下：
1.估计系统的分数阶导数，为后续的系统估计及控制等提供有用的系统信息。
2.将分数阶微积分引入多智能体系统中，研究其一致性控制问题。
本文实验中将借助于Matlab语言以及其用于建模仿真的软件包Simulink进行控制算法的研究并仿真。对实际系统进行调试过程中出现的问题进行分析并解决，在仿真基础上，尽量将该方法运用到实际系统中进行验证。
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