具有双输入双输出个体的多智能体系统分布式PID控制器稳定域研究

来源：信息与控制杂志2018年第3期北京时间：

作者：禹鑫燚, 徐晴, 杨帆, 欧林林

摘要：基于多变量系统多时滞和不同环之间强耦合性，针对个体是双输入双输出的多智能体系统，研究了分布式双环PID（proportional-integral-derivative）控制器稳定域，使多智能体系统达到一致.首先通过矩阵理论，将多智能体系统分解成与拉普拉斯矩阵的特征值有关的多个子系统并将其转化为子系统稳定性分析问题，从而降低了系统的复杂性.通过引入等价传递函数，子系统将解耦成相互独立的单输入单输出时滞系统.基于Hermite-Biehler推广定理，解析地得到比例增益（kp）的稳定范围.遍历该范围内的每个kp值，确定具有线性特性的微分增益（ki）和积分增益（kd）在2维平面内的稳定域.通过求解所有子系统的控制参数稳定域的交集给出多智能体系统PID控制器的稳定范围.选取稳定域范围内的参数，均能保证智能体的两个输出达到一致.仿真结果验证了所提出设计方法的易用性和有效性.

关键词：双输入双输出系统, 多智能体系统, 等价传递函数, 一致性