[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

本發明涉及一種多智能體事件驅動編隊控制系統，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。本發明提出的一種多智能體事件驅動編隊控制系統為非線性多智能體編隊控制系統，與現有的針對線性多智能體編隊控制系統相比，拓展了應用范圍，使得該系統更有利于實際應用。

技術領域

本發明屬于多智能體控制技術領域，具體涉及一種多智能體事件驅動編隊控制系統及方法。

背景技術

智能體是人工智能領域中一個很重要的概念。任何獨立的能夠思想并可以同環境交互的實體都可以抽象為智能體。多智能體系統是多個智能體組成的集合，它的目標是將大而復雜的系統建設成小的、彼此互相通信和協調的，易于管理的系統。多智能體系統作為人工智能的一個重要分支，得到了人們的廣泛關注。多智能體系統具有自主協調控制和分布式控制的性能，并具有自行組織的能力、學習能力和推理預測的能力。

多智能體系統的研究啟發于自然界生物群集行為，如編隊遷徙的鳥群、結隊巡游的魚群、協同工作的蟻群。這些生物通過個體協調，能夠完成單一個體無法完成的任務。多智能系統通過個體間的合作能夠以較小的代價完成更復雜的任務。編隊控制通常是指多個智能體組成的團隊在向特定目標或方向運動的過程中，通過智能體間的局部信息通信，相互之間保持預定的隊形的控制問題。編隊控制可以使多智能體系統能夠更加有效地完成指定的任務，在航天航空、智能交通和智能機器人等領域有著廣泛的應用背景。

目前，在編隊控制方面，國內外已經開展了大量理論和實物研究，主要集中于隊形生成、隊形保持、隊形切換、隊形避障等方面。然而，現有的編隊控制技術存在下列不足：第一，大部分編隊控制研究局限于模型已知的多智能體系統，但是在實際應用中很難獲取到智能體的精確模型，導致大部分研究成果難于應用到實際控制系統中。第二，針對動態未知的多智能體系統，提出的自適應編隊控制局限于未知動態滿足匹配條件的多智能體系統，即智能體的未知動態可以通過控制器進行前饋補償。第三，現有編隊控制研究屬于基于時間驅動的控制方法，系統以固定的周期采樣更新控制器，會導致系統已經實現期望的編隊控制時，控制器仍然在更新，造成系統資源的浪費。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種多智能體事件驅動編隊控制系統及方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種多智能體事件驅動編隊控制系統，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。

在本發明的一個實施例中，所述第一動作信息包括所述領導者的位置信息和速度信息；

所述第二動作信息包括所述跟隨者的位置信息和速度信息。

在本發明的一個實施例中，所述跟隨者包括：傳感器模塊、觸發機制模塊、觸發開關模塊、控制器、執行器；其中，

所述傳感器用于獲取所述第二動作信息、所述第一跟隨指令和第三跟隨指令；

所述觸發機制模塊用于根據所述第一跟隨指令或第三跟隨指令生成所述第二跟隨指令，并通過所述第二動作信息計算驅動偏差；

所述觸發開關模塊用于通過所述驅動偏差與設定閾值生成控制指令；

所述控制器用于根據所述控制指令和所述第二跟隨指令控制所述執行器實現所述預設隊形。