[發明專利]線性微分包含多智能體系統的分布式平均跟蹤的控制方法

有效

• 申請號: 201610121161.5
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105634828B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 陳飛;劉慧;項林英
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;G06F17/50
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.線性微分包含多智能體系統的分布式平均跟蹤的控制方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：構造多智能體的網絡結構拓撲圖，得到圖的鄰接矩陣、關聯矩陣和拉普拉斯矩陣；

步驟2：設置每個節點的初始狀態，以及初始參考信號；

步驟3：構造線性微分包含的系統，設置系統矩陣，獲得系統參數；

步驟4：設置通信方式，使每個節點只能與鄰居節點通信，調整每個節點的狀態；

所述每個節點i與其鄰居節點通信獲得的差值信息Δ_i1，以及節點i根據自身狀態與參考信號的差異獲得的差值信息Δ_i2，表示如下：

Δ_i2＝x_i-r_i,i＝1,…,N

其中，a_ij為鄰接矩陣的元素，x_i是節點i的狀態，r_i是節點i的參考信號，N為網絡節點正整數的個數；

包括：運用復合拉普拉斯二次函數的性質，調整每個節點的狀態，其中，復合拉普拉斯二次函數的構造如下公式所示：

其中：X＝[x₁^T,x₂^T,…,x_N^T]^T∈R^Np為所有節點狀態的矢量表示，p表示節點狀態正整數的維數，x_i∈R^p,i＝1,…,N,為節點i的狀態，x_i∈R^p,i＝1,…,N,L為圖的拉普拉斯矩陣，Q_j＝Q_j^T∈R^p×p,j＝1,…,n_Q,是一組正定矩陣，n_Q為常數，表示矩陣Q_j的個數，γ_j為一組隨機數，其中j＝1,…,n_Q，且滿足為n_Q個γ_j的矢量表示，定義為滿足條件的γ的集合；

步驟5：根據反饋信息及系統參數來設計控制律，調整節點狀態達到一致性且跟蹤參考信號的平均值，包括：

(1)實現如下公式表示的跟蹤目標：

其中，x_i(t)∈R^p是節點i的狀態，r_i(t)∈R^p是節點i的參考信號，是所有節點參考信號的平均值；

(2)跟蹤目標的實現看作是如下公式表示的兩個部分的實現：

||x_i-x_j||₂→0,當t→∞時

當t→∞時

其中，x_i是節點i的狀態，r_i是節點i的參考信號，公式||x_i-x_j||₂→0表示實現狀態一致性，表示實現狀態和與參考信號和的一致，當狀態和與參考信號和趨于相等的時候，即意味著狀態平均值將趨于參考信號平均值，在實現狀態一致性的情況下，得到每個節點狀態將趨于參考信號的平均值。

2.如權利要求1所述線性微分包含多智能體系統的分布式平均跟蹤的控制方法，其特征在于在步驟1中，所述構造多智能體的網絡結構拓撲圖是無向連通圖，節點數量為N，邊數量為M。