[發(fā)明專利]一種多智能體系統(tǒng)的量化控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911159148.9
• 申請(qǐng)日: 2019-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN110928185B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉治;林壯壁;章云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發(fā)明公開了一種多智能體系統(tǒng)的量化控制方法，所述多智能體系統(tǒng)包括一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者和N個(gè)跟隨者；所述控制方法包括以下步驟：建立多智能體系統(tǒng)的系統(tǒng)模型，包括跟隨者的系統(tǒng)模型以及領(lǐng)導(dǎo)者的系統(tǒng)模型；建立多智能體系統(tǒng)的誤差系統(tǒng)，包括第i個(gè)跟隨者與領(lǐng)導(dǎo)者輸出之間的誤差，以及第i個(gè)跟隨者系統(tǒng)的q階狀態(tài)與虛擬控制器之間的誤差；設(shè)計(jì)多智能體系統(tǒng)的控制器，包括為第i個(gè)跟隨者設(shè)計(jì)第一個(gè)虛擬控制器至第q個(gè)虛擬控制器，然后為第i個(gè)跟隨者設(shè)計(jì)控制輸入。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能保證在控制器與智能體之間帶寬受限情況下的系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及多智能體一致性控制領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)不確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的單領(lǐng)導(dǎo)者多智能體的量化控制方法。

背景技術(shù)

人們從自然界中生物的群集行為受到啟發(fā)，提出了分布式的思想。分布式比起集中式有更高的魯棒性，能以更少的資源代價(jià)完成更復(fù)雜的任務(wù)。為此，人們提出了多智能體系統(tǒng)。多智能體系統(tǒng)是指由多個(gè)智能體組合而成的系統(tǒng)，其中每一個(gè)智能體都能獨(dú)立作用于自身和環(huán)境，但卻不需要全局的信息資源。

多智能體系統(tǒng)的多智能體技術(shù)被廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、智能交通、無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制、分布式預(yù)測(cè)、智能電網(wǎng)等方面，其中最受到關(guān)注的是多智能體的一致性控制問題。一致性是指隨著時(shí)間的增大，多智能系統(tǒng)中的所有個(gè)體的狀態(tài)都趨于一個(gè)相同的值；一致性問題是多智能體系統(tǒng)的根本性問題。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多文獻(xiàn)對(duì)多智能體的一致性控制進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了理想條件下各個(gè)跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的跟隨。但是在很多實(shí)際應(yīng)用中，智能體與控制器之間的通訊帶寬是有限的，這導(dǎo)致智能體收到的控制信號(hào)并不是連續(xù)的和實(shí)時(shí)的，如果沒有合適的調(diào)整與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供一種多智能體系統(tǒng)的量化控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能保證在控制器與智能體之間帶寬受限情況下的系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：

一種多智能體系統(tǒng)的量化控制方法，所述多智能體系統(tǒng)包括一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者和N個(gè)跟隨者；所述控制方法包括以下步驟：

建立多智能體系統(tǒng)的系統(tǒng)模型，包括跟隨者的系統(tǒng)模型以及領(lǐng)導(dǎo)者的系統(tǒng)模型；

建立多智能體系統(tǒng)的誤差系統(tǒng)，包括第i個(gè)跟隨者與領(lǐng)導(dǎo)者輸出之間的誤差，以及第i個(gè)跟隨者的q階狀態(tài)與虛擬控制器之間的誤差；

設(shè)計(jì)多智能體系統(tǒng)的控制器，包括為第i個(gè)跟隨者設(shè)計(jì)第一個(gè)虛擬控制器至第q個(gè)虛擬控制器，然后為第i個(gè)跟隨者設(shè)計(jì)控制輸入。

進(jìn)一步地，所述跟隨者的系統(tǒng)模型表示為：

對(duì)于第i個(gè)跟隨者，建立如下的系統(tǒng)模型：

y_i＝x_i，1，i＝1，2，...N 式3

其中x_i，q和代表系統(tǒng)的狀態(tài)變量，其中，q為系統(tǒng)狀態(tài)變量的階數(shù)，n_i為第i個(gè)跟隨者的總系統(tǒng)階數(shù)，參數(shù)上方加圓點(diǎn)表示該參數(shù)的導(dǎo)數(shù)，f_i，q()和代表未知但光滑的函數(shù)，Δ_i，q(t)和代表未知時(shí)變干擾，Q_i(u_i)代表控制輸入u_i經(jīng)過量化器后的輸出，u_i＝u_i(t)代表真實(shí)控制輸入，y_i代表每個(gè)跟隨者的輸出，N代表跟隨者的個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步地，所述量化器的模型為：

其中量化器的量化等級(jí)為：