[發明專利]一種基于非均勻量化的不確定多智能體系統一致性控制方法

在審

• 申請號: 202010016671.2
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111142386A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 秦貞華;何熊熊;李剛;伍益明
• 申請（專利權）人: 浙江機電職業技術學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于非均勻量化的不確定多智能體系統一致性控制方法，為多智能體系統中各個智能體建立具有量化輸入、未建模動態和動態擾動的非線性動力學模型；利用輸入?狀態指數穩定性原理將未建模動態及動態擾動項里的未建模項與狀態項之間的耦合關系進行解耦分離出獨立的未建模動態項和狀態項；將量化輸入項分解為具有權重系數的輸入項的代數表達式；結合自適應神經網絡方法與backstepping技術對簡化后的智能體模型進行控制器設計；利用Lyapunov穩定性理論給出一致性收斂和穩定性條件；根據收斂和穩定性條件給出控制參數選取規則，以達到一致性量化控制效果。本發明降低了網絡化控制系統的通信負擔，達到較好的魯棒性控制效果。

技術領域

本發明涉及一種高階不確定多智能體系統一致性控制技術，特別涉及一種具有未建模動態和動態不確定擾動特性的嚴格反饋多智能體輸入量化一致性控制方法。

背景技術

隨著控制技術、通信技術、計算機網絡技術、生物科學技術和人工智能技術的不斷發展，其交叉學科——多智能體系統的控制研究引起學者廣泛關注。智能體之間通過相互協作共同完成一項單個個體無法單獨完成的復雜群體任務，因此，多智能體的協同控制研究一直是多智能體研究領域的重點。而一致性控制又是協同控制研究的關鍵和基礎。近年來一致性控制研究已經取得了很多可喜成果。這些成果主要集中于一階、二階和模型簡單的高階系統一致性控制。隨著控制工程的不斷發展和人們需求的日益增長，需要研究的被控對象越來越復雜。比如大型航空航天系統的建模狀態變量可達上千個，而實際建模時往往作必要的簡化處理，導致部分環節未被建模。如果在控制設計時忽略這些未建模動態部分影響，會導致系統不穩定甚至崩潰。

同時，多智能體網絡控制系統的信息交互依賴于智能體之間實時連續的交換。受通信帶寬約束，實際上的信息交流往往不那么令人滿意，這將導致依賴實時連續信息交流的多智能體一致性控制在實際網絡調節下難以精確實施。量化技術作為一種信息壓縮的有效方法，已經成功應用在各種通信系統。主要有均勻量化和非均勻量化兩種方式。磁滯量化是一種非均勻量化，是指將輸入信號根據控制需求不均勻分割的量化技術。相比于均勻量化，此量化方法具有可調節的量化精度，避免信號抖振現象。因此，此量化方式更適合應用在實際通訊系統。

因此，設計一種更符合實際應用需求的多智能體一致性控制方法，以減少網絡帶寬負荷同時對未建模動態和不確定擾動具有一定魯棒性，是目前多智能體一致性研究迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種針對具有未建模動態和動態擾動的不確定性多智能體系統一致性量化控制方法，以解決上述背景中提出的問題。

為實現上述發明方法，本發明提供的技術方案如下：

一種基于非均勻量化的不確定多智能體系統一致性控制方法，包括以下步驟：

步驟1：建立具有未建模動態、動態擾動和磁滯型量化輸入的連續型非線性高階多智能體系統數學模型，第j個智能體的動力學方程為：

其中，z是未建模動態，Δ_j,i是動態擾動項，f_j,i和g_j,i是非線性不確定項，y_j是輸出項，q_j(u_j)是量化器，取輸入信號u_j的量化值，表達形式如式(2)；給定領導者參考信號為y_r，為所有智能體系統的期望輸出；

步驟2：對未建模動態、動態擾動和輸入量化項分別進行一系列簡化處理，包括以下步驟：

21)利用輸入-狀態指數穩定條件，對未建模動態和動態擾動項進行處理，分離出未建模動態項和狀態項；