[發明專利]一種多智能體事件驅動編隊控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811625038.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109491396B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 王巍
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/10
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種多智能體事件驅動編隊控制系統，其特征在于，包括：領導者、多個跟隨者；其中，

所述領導者與至少一個所述跟隨者之間通信，用于根據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，并根據所述第二跟隨指令實現預設隊形；

領導者和跟隨者均選取動態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i表示第i個跟隨者，i為大于等于1的整數；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，即跟隨者通過設計τ_i來實現跟隨者的預設隊形，f_i1(p_i)和f_i2(p_i,v_i)是未知函數，分別表示位置信息和速度信息的未知動態；且f_i1(p_i)在設計控制輸入τ_i時無法對其進行補償，屬于非匹配不確定動態，而f_i2(p_i,v_i)可以在控制輸入τ_i時對其進行前饋補償，采用基于神經網絡的反步法進行編隊控制；

其中，f_i1(p_i)＝sin(p_i)，

領導者模型可通過下式表示：

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

通過所述第二跟隨指令和驅動偏差實現當前跟隨者的預設隊形，包括：

通過第二跟隨指令計算誤差信號；

根據所述誤差信號計算設定閾值；

根據所述設定閾值和所述驅動偏差實現當前跟隨者的預設隊形；

所述誤差信號包括：位置誤差和速度誤差；

計算設定閾值的計算公式為：

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是設計參數，s_i1(t)為位置誤差，s_i2(t)為速度誤差，ρ_i1，ρ_i2為設計參數，γ₁，γ₂為待設計的控制增益；θ_i1，θ_i2為參數向量；

兩個相互通信的跟隨者之間的通信網絡可以用雙向圖表示，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，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；領導者和跟隨者之間的信息傳遞用領導鄰接矩陣A_L＝diag[a₁₀,…,a_N0]表示，a_i0＝1表示第i個跟隨者能夠獲得領導者的信息，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。