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随着高性能传感器技术、数字式通信技术和互联网信息技术的快速发展,多自主体网络在分布式策略下、以局部信息交换为基础的估计与控制,对于解决大规模网络系统的群体协同以及达成高层次、全局性任务目标等有着极为重要的理论意义。特别地,如何克服由于网络环境或自主体机械结构等物理条件限制所导致的通信、控制量化对系统协同能力的影响,对于将理论结果应用于工程实践中来说,更是至关重要的。基于以上考虑,研究了高阶线性系统在量化通信、控制下的协同能力与协同控制。 本研究主要内容包括:⑴针对输出不可量测的高阶线性多自主体系统,研究了其在固定有向网络拓扑与量化通信下的协同能力,提出了一类基于量化观测器的动态编/解码通信策略和一类基于确定性等价原则的控制策略,给出了存在容许通信、控制策略使系统实现自主体间状态观测和同步的必要条件以及充分条件。结论表明,若自主体动态具有能检性,并且满足一类常见的“同时镇定”条件,则存在容许通信策略与控制策略使得自主体间每步仅交换有限比特信息就能保证整个系统实现自主体间状态观测与同步。⑵针对高阶不稳定线性多自主体系统,研究了其在切换网络拓扑流与量化通信下的同步控制,设计了适用于切换网络拓扑的自适应编/解码通信机制与同步控制律,证明了只要网络拓扑频繁连通,并且自主体动态满足一定的“同时能镇定”条件,那么我们所设计的通信、控制策略可以保证多自主体系统在有限通信数据率下指数同步。⑶针对具有正交系统矩阵、状态不可量测的高阶线性多自主体系统,研究了其在量化通信和联合连通网络拓扑下的同步控制,提出了一类基于输出反馈的自适应编/解码通信策略和一类基于确定性等价原则的控制策略,使得系统能够在联合连通网络拓扑与有限通信数据率下同步,将频繁连通条件进一步推广到了更一般的联合连通条件。⑷针对一阶积分器系统,研究了其在稀疏输入集下的同步控制,以及输入集稀疏度对多自主体系统同步能力的影响。在一类元素均匀离散分布的稀疏输入集下,设计了分布式容许控制律,证明了若输入集稀疏度低于一个与网络拓扑结构有关的上界,则存在容许控制使得系统实现实用同步。进一步地,还证明了该上界在一定意义下也是紧的,即如果系统在文中所设计的容许控制律下实现了实用同步,则控制集稀疏度一定低于该上界。