7、分布式滚动时域控制技术解析

分布式滚动时域控制技术解析

1. 分布式滚动时域控制概述

分布式滚动时域控制（Distributed Receding Horizon Control，简称分布式 RHC）在多智能体系统控制领域有着重要的应用。与传统的集中式控制不同，分布式 RHC 允许每个智能体自主计算控制输入，从而提高系统的可扩展性和灵活性。

在多智能体系统中，许多现有的分布式 RHC 理论主要针对耦合线性智能体动力学。近年来，一些研究者提出了分层分布式 RHC 方案，如在某些研究中，智能体需要为自身和与其耦合的其他智能体进行优化，通过有向无环图来定义计算关系以避免控制更新中的死锁；还有一些研究采用了领导者 - 追随者的分层结构进行控制计算。

而本文所介绍的分布式 RHC 框架则无需分层分配，各智能体可以并行计算自身的控制输入。在这种并行更新模式下，每个智能体需要对邻居的轨迹进行假设。智能体的控制自主性使得该方法具有可扩展性，因为每个最优控制问题的规模与每个智能体的邻居数量无关。

此外，该方法的一个创新点是在每个局部成本函数中引入了状态移动抑制项，用于惩罚计算得到的预测状态轨迹与假设状态轨迹之间的偏差。当移动抑制项的权重大于一个界定邻居之间成本函数耦合量的参数时，可保证闭环系统的稳定性。传统上，移动抑制项通常作用于控制输入的变化率，而这里的移动抑制项涉及状态轨迹。

2. 系统描述与目标

在这部分，我们将详细介绍系统的动力学、控制目标以及相关的假设和示例成本函数。

2.1 符号与定义

• 符号说明 ：
  • (R^+) 表示非负实数