[發(fā)明專利]一種多智能體系統(tǒng)合圍控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010049585.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111176327B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董希旺;周詩(shī)鈺;任章;李清東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

1.一種多智能體系統(tǒng)合圍控制方法，其特征在于，包括：

獲取多智能體系統(tǒng)中所有智能體的狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述多智能體系統(tǒng)包括V個(gè)智能體，其中，M個(gè)智能體為領(lǐng)導(dǎo)者，N個(gè)智能體為跟隨者；V＝M+N；

由跟隨者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值，構(gòu)建合圍控制協(xié)議；

由所述跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值、通信拓?fù)淝袚Q函數(shù)、通信時(shí)延和領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建狀態(tài)觀測(cè)器；

依據(jù)所述合圍控制協(xié)議和所有智能體的狀態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建線性多智能體系統(tǒng)模型；

由所述線性多智能體系統(tǒng)模型和所述狀態(tài)觀測(cè)器，得到狀態(tài)觀測(cè)器誤差和合圍誤差；

判斷所述狀態(tài)觀測(cè)器誤差和所述合圍誤差是否均收斂于零；

當(dāng)所述狀態(tài)觀測(cè)器誤差和所述合圍誤差均收斂于零時(shí)，確定所述多智能體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在通信時(shí)延和拓?fù)淝袚Q同時(shí)存在下的狀態(tài)合圍控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多智能體系統(tǒng)合圍控制方法，其特征在于，所述由跟隨者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值，構(gòu)建合圍控制協(xié)議，具體包括：

由跟隨者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值，構(gòu)建初步合圍控制協(xié)議；所述初步合圍控制協(xié)議為

其中，u_i(t)為第i個(gè)跟隨者對(duì)應(yīng)的控制輸入，x_i(t)為第i個(gè)跟隨者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量，ρ_ij為第i個(gè)跟隨者對(duì)第j個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者的合圍增益，為第i個(gè)跟隨者對(duì)第j個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值，K₁為初步合圍控制協(xié)議的待求參數(shù)；

確定所述初步合圍控制協(xié)議的待求參數(shù)；

將待求參數(shù)確定后的初步合圍控制協(xié)議確定為合圍控制協(xié)議。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多智能體系統(tǒng)合圍控制方法，其特征在于，所述由所述跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值、通信拓?fù)淝袚Q函數(shù)、通信時(shí)延和領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建狀態(tài)觀測(cè)器，具體包括：

由所述跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值、通信拓?fù)淝袚Q函數(shù)、通信時(shí)延和領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建初步狀態(tài)觀測(cè)器；所述初步狀態(tài)觀測(cè)器為

其中，為跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值的導(dǎo)數(shù)，I_M為M階單位陣，A為n階實(shí)方陣，為跟隨者對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值，為第i個(gè)跟隨者對(duì)第j個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)估計(jì)值，z(t)為領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量，σ(t)為通信拓?fù)淝袚Q函數(shù)，τ(t)為通信時(shí)延，K₂為初步狀態(tài)觀測(cè)器的待求參數(shù)，為第i個(gè)跟隨者在對(duì)應(yīng)拓?fù)湎芦@得所有領(lǐng)導(dǎo)者的信息的增益值，當(dāng)?shù)趇個(gè)跟隨者在對(duì)應(yīng)拓?fù)湎芦@得所有領(lǐng)導(dǎo)者的信息時(shí)否則表示延遲后的時(shí)間，z(t-τ(t))為通訊時(shí)延下領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量，表示通訊時(shí)延下第i個(gè)跟隨者的狀態(tài)估計(jì)值，表示通訊時(shí)延下除第i個(gè)跟隨者之外的，第k個(gè)跟隨者的狀態(tài)估計(jì)值，w_ik表示第i個(gè)跟隨者與第k個(gè)跟隨者之間的拓?fù)淝袚Q對(duì)應(yīng)的權(quán)重；

確定所述初步狀態(tài)觀測(cè)器的待求參數(shù)；

將待求參數(shù)確定后的初步狀態(tài)觀測(cè)器確定為狀態(tài)觀測(cè)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多智能體系統(tǒng)合圍控制方法，其特征在于，所述線性多智能體系統(tǒng)模型為：

其中，x_i(t)為第i個(gè)跟隨者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量，為第i個(gè)跟隨者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量的導(dǎo)數(shù)，u_i(t)為第i個(gè)跟隨者對(duì)應(yīng)的控制輸入，A為n階實(shí)方陣，B為n×m階列滿秩實(shí)矩陣，O_F為跟隨者的集合，z_j(t)為第j個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量，為第j個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量的導(dǎo)數(shù)，O_L為領(lǐng)導(dǎo)者的集合。