[發(fā)明專利]基于事件觸發(fā)的二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)包容控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711265791.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN108107725B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濤;李志鵬;袁瑞廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.基于事件觸發(fā)的二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)包容控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立二階多智能體系統(tǒng)模型；

(2)根據(jù)二階多智能體系統(tǒng)構(gòu)造具有通訊時(shí)延的情況下的控制器，且將多智能體系統(tǒng)的跟隨者收斂到領(lǐng)導(dǎo)者形成的凸包中；

(3)構(gòu)造觸發(fā)機(jī)制，包括滿足觸發(fā)機(jī)制時(shí)，對(duì)控制器中觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行更新；

所述觸發(fā)機(jī)制為自適應(yīng)觸發(fā)機(jī)制，利用速度和位置的誤差信息和當(dāng)前時(shí)刻的速度和位置信息進(jìn)行判斷，當(dāng)滿足觸發(fā)機(jī)制時(shí)，對(duì)控制器進(jìn)行更新，所述的觸發(fā)機(jī)制如下：

e_α^T(t)φ₁e_α(t)＞m(t)α^T(t)φ₂α(t),e_β^T(t)φ₁e_β(t)＞n(t)β^T(t)φ₃β(t),

其中，誤差信息e_α(t)和e_β(t)的構(gòu)造表示為：

e_α(t)＝α(t)-α(t_k)，e_β(t)＝v_F(t)-v_F(t_k)，

且，和滿足如下關(guān)系：

其中，x_F(t)和x_L(t)分別是所有跟隨者和領(lǐng)導(dǎo)者位置的集合，v_F(t)和v_L(t)是所有跟隨者和和領(lǐng)導(dǎo)者的速度集合，L₁∈R^M×N為M行N列的矩陣，L₂∈R^N×N為N行N列的矩陣，τ(t)是多智能體之間的時(shí)變通訊時(shí)延，φ₁，φ₂，φ₃是正定對(duì)稱常矩陣，m(t)，n(t)稱為事件觸發(fā)系數(shù)，是以下微分方程的解，a＞0，b＞0為常數(shù)，

當(dāng)滿足上述條件時(shí)，更新控制器中觸發(fā)時(shí)刻t_k，t_k是采樣觸發(fā)時(shí)刻且智能體在該時(shí)刻進(jìn)行信息更新；

(4)構(gòu)造Lyapunov-Krasovskii泛函，基于該泛函求解在通訊時(shí)延下形成包容控制的充分條件及最大可允許時(shí)延上界的值；

(5)針對(duì)二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)，搭建Matlab包容控制仿真平臺(tái)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于事件觸發(fā)的二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)包容控制方法，其特征在于，在多智能體系統(tǒng)中，將多智能體分為領(lǐng)導(dǎo)者與跟隨者；對(duì)于跟隨者而言，步驟(1)所述的二階多智能體系統(tǒng)模型表達(dá)式為：

對(duì)于領(lǐng)導(dǎo)者而言，相對(duì)應(yīng)的模型表達(dá)式為：

其中，x_i(t)，v_i(t)，u_i(t)為第i個(gè)智能體的位置向量，速度向量和控制輸入。

3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的基于事件觸發(fā)的二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)包容控制方法，其特征在于，所述的步驟(2)所構(gòu)造控制器在通訊時(shí)變時(shí)延下表達(dá)式如下：

其中，τ(t)是多智能體之間的時(shí)變通訊時(shí)延，x_j和x_i分別代表著第j和第i個(gè)智能體的位置向量，v_j和v_i分別代表著第j和第i個(gè)智能體的速度向量，N_i代表著i智能體的鄰接元素，t_k是采樣觸發(fā)時(shí)刻且智能體在該時(shí)刻進(jìn)行信息更新，w_ij代表智能體之間的反饋強(qiáng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于事件觸發(fā)的二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)包容控制方法，其特征在于，所述的步驟(4)包括如下步驟：

4.1)結(jié)合已有的泛函項(xiàng)，并構(gòu)造一項(xiàng)新型的Lyapunov-Krasovskii泛函；

4.2)利用通訊時(shí)延的變化率及其自身的上下界信息，綜合凸組合方法進(jìn)行泛函導(dǎo)數(shù)的放縮；

4.3)針對(duì)不同的變化率，計(jì)算最大可允許時(shí)延上界值。

5.根據(jù)權(quán)利要求書1中所述的基于事件觸發(fā)的二階時(shí)變時(shí)延多智能體系統(tǒng)包容控制方法，其特征在于，所述的方法包括利用Matlab包容控制仿真平臺(tái)和根據(jù)隨機(jī)的初始值求取不同時(shí)刻領(lǐng)導(dǎo)者與跟隨者的位置及速度的信息。