[發(fā)明專利]一種多智能體事件驅(qū)動編隊(duì)控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811625038.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109491396B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王巍
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/10
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種多智能體事件驅(qū)動編隊(duì)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：領(lǐng)導(dǎo)者、多個跟隨者；其中，

所述領(lǐng)導(dǎo)者與至少一個所述跟隨者之間通信，用于根據(jù)第一動作信息生成第一跟隨指令；

多個所述跟隨者之間相互通信，所述跟隨者用于根據(jù)第二動作信息和所述第一跟隨指令生成第二跟隨指令，或根據(jù)第三跟隨指令和所述第二動作信息生成所述第二跟隨指令，并根據(jù)所述第二跟隨指令實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)隊(duì)形；

領(lǐng)導(dǎo)者和跟隨者均選取動態(tài)未知的二階線性模型，跟隨者模型可通過下式表示：

其中，下標(biāo)i表示第i個跟隨者，i為大于等于1的整數(shù)；p_i，v_i為跟隨者的位置信息和速度信息；為跟隨者的位置變化率和速度變換率；τ_i表示跟隨者的控制輸入，即跟隨者通過設(shè)計(jì)τ_i來實(shí)現(xiàn)跟隨者的預(yù)設(shè)隊(duì)形，f_i1(p_i)和f_i2(p_i,v_i)是未知函數(shù)，分別表示位置信息和速度信息的未知動態(tài)；且f_i1(p_i)在設(shè)計(jì)控制輸入τ_i時無法對其進(jìn)行補(bǔ)償，屬于非匹配不確定動態(tài)，而f_i2(p_i,v_i)可以在控制輸入τ_i時對其進(jìn)行前饋補(bǔ)償，采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反步法進(jìn)行編隊(duì)控制；

其中，f_i1(p_i)＝sin(p_i)，

領(lǐng)導(dǎo)者模型可通過下式表示：

其中，p_o，v_o為領(lǐng)導(dǎo)者的位置信息和速度信息；為領(lǐng)導(dǎo)者的位置變化率和速度變換率；f_o(p_o,v_o)是已知連續(xù)非線性函數(shù)；

通過所述第二跟隨指令和驅(qū)動偏差實(shí)現(xiàn)當(dāng)前跟隨者的預(yù)設(shè)隊(duì)形，包括：

通過第二跟隨指令計(jì)算誤差信號；

根據(jù)所述誤差信號計(jì)算設(shè)定閾值；

根據(jù)所述設(shè)定閾值和所述驅(qū)動偏差實(shí)現(xiàn)當(dāng)前跟隨者的預(yù)設(shè)隊(duì)形；

所述誤差信號包括：位置誤差和速度誤差；

計(jì)算設(shè)定閾值的計(jì)算公式為：

其中，

ω₁＝ρ₁(3γ₁/4-1)/(γ₁λ_max(L+A_L)+μ₁||θ_i1||)

ω₂＝ρ₂(γ₂-1/2)/(γ₂+μ₂||θ_i2||)

具體地，為設(shè)定閾值，λ_max(L+A_L)為矩陣(L+A_L)的最大特征值，μ₁,μ₂＞0是設(shè)計(jì)參數(shù)，s_i1(t)為位置誤差，s_i2(t)為速度誤差，ρ_i1，ρ_i2為設(shè)計(jì)參數(shù)，γ₁，γ₂為待設(shè)計(jì)的控制增益；θ_i1，θ_i2為參數(shù)向量；

兩個相互通信的跟隨者之間的通信網(wǎng)絡(luò)可以用雙向圖表示，其中，代表N個跟隨者，表示第i個跟隨者和第j個跟隨者之間存在雙向信息傳遞，N為大于等于1的整數(shù)，且1≥i≥N，1≥j≥N；圖的鄰接矩陣用A＝[a_ij]∈R^N×N表示，其中a_ij＝a_ji，a_ij＝1表示第j個跟隨者能夠獲得第i個跟隨者的信息，同時第i個跟隨者能夠獲得第j個跟隨者的信息，其它情況a_ij＝0；領(lǐng)導(dǎo)者和跟隨者之間的信息傳遞用領(lǐng)導(dǎo)鄰接矩陣A_L＝diag[a₁₀,…,a_N0]表示，a_i0＝1表示第i個跟隨者能夠獲得領(lǐng)導(dǎo)者的信息，其它情況a_i0＝0；L＝[L_ij]∈R^N×N是圖的拉普拉斯矩陣，L＝D-A，其中D是圖的度矩陣。