[發明專利]一種有限域情形下多智能體系統的控制器設計方法

在審

• 申請號: 202010092880.5
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111339489A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 張博聞;黃佳卉;馬立豐
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F17/18;G05B19/042
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

1.一種有限域情形下多智能體系統的控制器設計方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟1、建立有限域情形下的非線性離散時變隨機多智能體系統數學模型；

步驟2、根據有限域情形下的非線性離散時變隨機多智能體系統數學模型建立控制器協議及閉環系統方程；

步驟3、根據閉環系統方程建立均方H∞一致性能指標；

步驟4、確定使閉環系統滿足均方H∞一致性能指標的控制器參數的設計目標；

步驟5、根據所確定的使閉環系統滿足均方H∞一致性能指標的控制器參數的設計目標，確定用于求解控制器參數的線性矩陣不等式；

步驟6、求解線性矩陣不等式，得到相應的控制器參數，完成控制器設計。

2.根據權利要求1所述的有限域情形下多智能體系統的控制器設計方法，其特征在于，建立的有限域情形下的非線性離散時變隨機多智能體系統數學模型具體為：

其中，0≤k≤T為有限域，T為給定的正常數，為k時刻的狀態向量，為k+1時刻的狀態向量，為控制輸入，為智能體i的測量輸出，為智能體的被控輸出，表示協方差W_i,k＞0的N個互不相關零均值高斯白噪聲序列，是與W_i,k不相關的零均值高斯白噪聲序列，A_k,B_k,C_k,D_k,E_k,F_k和L_k是具有不同維數的時變矩陣，f_i,k為非線性隨機函數。

3.根據權利要求2所述的有限域情形下多智能體系統的控制器設計方法，其特征在于，非線性隨機函數并且滿足以下約束條件：

其中，和是相應維數的矩陣。

4.根據權利要求1所述的有限域情形下多智能體系統的控制器設計方法，其特征在于，步驟2中建立的控制器協議為：

其中，是待設計的反饋增益矩陣，表示第j個智能體的輸出，h_i,j為非負實數。

5.根據權利要求1所述的有限域情形下多智能體系統的控制器設計方法，其特征在于，根據有限域情形下的非線性離散時變隨機多智能體系統數學模型建立閉環系統方程的具體方法為：

根據控制器協議以及非線性離散時變隨機多智能體系統的數學模型，得到：

通過擴充系統狀態x_i,k，得到閉環系統方程：

其中：

是給定的關聯矩陣，體現了多智能體之間的拓撲結構；運算符號表示矩陣之間做克羅內克積；I_N是N維的單位矩陣，U,V均為分塊矩陣，I_nN是其中的一個單位矩陣；

1_N表示一個所有元素均為1的n維列向量，是它的轉置，同時考慮系統中所有智能體的平均狀態值：

將代入，可得：

令得到：

并且從所有智能體的平均狀態值得到:

其中：

令得到系統方程：