[發明專利]基于PID的時滯多智能體系統的一致性控制方法有效

申請號：	201910581662.5	申請日：	2019-06-30
公開（公告）號：	CN110609467B	公開（公告）日：	2022-06-21
發明（設計）人：	馬倩;王琦;郭飛;錢康;李恩揚	申請（專利權）人：	南京理工大學
主分類號：	G05B11/42	分類號：	G05B11/42
代理公司：	南京理工大學專利中心 32203	代理人：	封睿
地址：	210094 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于 pid 時滯多智能體系一致性控制方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于PID的時滯多智能體系統的一致性控制方法，構建一階時滯多智能體系統的數學模型；分析多智能體系統中各智能體之間的信息交換關系，使用有向圖構建多智能體系統的拓撲結構，確定系統鄰接矩陣和拉普拉斯矩陣；構建每個智能體的PID控制協議，通過酉矩陣將一階時滯多智能體系統轉化為降階系統；選取PI控制器的參數，進行降階系統的穩定性控制，實現一階時滯多智能體系統的一致性。本發明采用的控制協議為PID形式，可以通過三個參數進行控制調節，控制方式更為靈活，且在實現一致性控制的同時，通過三重積分項減少了保守性。

技術領域

本發明屬于智能控制領域，特別涉及一種基于PID的時滯多智能體系統的一致性控制方法。

背景技術

時滯多智能體系統在衛星編隊、傳感器網絡、無人機飛行控制等分布式人工智能的研究領域中應用廣泛。多智能體系統的一致性問題是各個智能體之間相互合作的基礎，通過合理的控制協議，每個智能體的狀態會隨著時間逐漸趨于一致，協調完成同一個任務。文獻(Chong-Xiao Shi,Guang-HongYang,Robust consensus control for a classofmulti-agent systems via distributed PID algorithm and weighted edgedynamics)指出，現有基于PID控制協議的一致性控制方法中，僅考慮了無向無時滯的情況，PID的控制方法有三個可調節參數，較為靈活。但是實際應用中，多智能體的拓撲結構通常是有向的，且存在通信延遲，傳統的基于PID控制協議的一致性控制方法不再適用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于PID的時滯多智能體系統的一致性控制方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于PID的時滯多智能體系統的一致性控制方法，包括以下步驟：

步驟1、構建一階時滯多智能體系統的數學模型；

步驟2、分析多智能體系統中各智能體之間的信息交換關系，使用有向圖構建多智能體系統的拓撲結構，確定系統鄰接矩陣和拉普拉斯矩陣；

步驟3、構建每個智能體的PID控制協議，通過酉矩陣將一階時滯多智能體系統轉化為降階系統；

步驟4、選取PI控制器的參數，進行降階系統的穩定性控制，實現一階時滯多智能體系統的一致性。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：1)采用的控制協議為PID形式，可以通過三個參數進行控制調節，控制方式更為靈活；2)通過三重積分項，在實現一致性控制的同時，減少了保守性。

附圖說明

圖1為本發明基于PID的時滯多智能體系統的一致性控制的流程圖。

圖2為本發明時滯有向多智能體系統的拓撲結構圖。

圖3為本發明多智能體系統狀態x_i1的曲線圖。