[發(fā)明專利]一種多智能體集群分組時(shí)變編隊(duì)跟蹤控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010932658.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN112000108B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董希旺;盧怡舟;任章;于江龍;李清東;韓亮;呂金虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種多智能體集群分組時(shí)變編隊(duì)跟蹤控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根據(jù)多智能體集群系統(tǒng)個(gè)體動(dòng)態(tài)特性及通信關(guān)系，得出描述運(yùn)動(dòng)特性的狀態(tài)空間形式的個(gè)體數(shù)學(xué)模型及描述通信關(guān)系的有向拓?fù)鋱D；所述多智能體集群系統(tǒng)包括：領(lǐng)導(dǎo)者和跟隨者；

基于所述個(gè)體數(shù)學(xué)模型及通信關(guān)系，確定期望時(shí)變編隊(duì)的向量，得到時(shí)變編隊(duì)跟蹤誤差，具體采用以下公式：

其中，為張量積運(yùn)算符，表示表示跟隨者之間的影響，I_n表示階數(shù)為n的單位矩陣，x(t)表示所有跟隨者的狀態(tài)變量按個(gè)體順序排列構(gòu)成的向量，h(t)表示時(shí)變編隊(duì)參考向量x₀(t)表示所有領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)變量按個(gè)體順序排列構(gòu)成的向量，表示領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)跟隨者的影響；

對(duì)所述時(shí)變編隊(duì)跟蹤誤差進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具體采用以下公式：

其中，x_i(t)表示單個(gè)編隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)變量，h_i(t)表示單個(gè)編隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者的時(shí)變編隊(duì)向量，表示單個(gè)跟蹤領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)變量；

基于轉(zhuǎn)換后的時(shí)變編隊(duì)跟蹤誤差確定帶拓?fù)淝袚Q的分組時(shí)變編隊(duì)跟蹤的控制器，具體采用以下公式：

u_i(t)＝v_i(t)+Kξ_i(t)-ηf(ξ_i(t))

其中：f(·)為待設(shè)計(jì)的非線性函數(shù)；

其中，v_i(t)的求解公式如下：

K的求解公式如下：

PA+A^TP-PBB^TP+βP＜0，

其中，v_i(t)為由編隊(duì)參考決定的時(shí)變編隊(duì)補(bǔ)償輸入，P為正定矩陣，L_σ(t)表示有向圖；

η的求解公式如下：

η≥γ，其中，γ表示領(lǐng)導(dǎo)者的未知輸入上界；

基于所述帶拓?fù)淝袚Q的分組時(shí)變編隊(duì)跟蹤的控制器對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分組編隊(duì)跟蹤控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多智能體集群分組時(shí)變編隊(duì)跟蹤控制方法，其特征在于，所述根據(jù)多智能體集群系統(tǒng)個(gè)體動(dòng)態(tài)特性及通信關(guān)系，得出描述運(yùn)動(dòng)特性的狀態(tài)空間形式的個(gè)體數(shù)學(xué)模型及描述通信關(guān)系的有向拓?fù)鋱D具體采用以下公式：

其中，表示跟隨者動(dòng)態(tài)特性狀態(tài)空間模型，x_i(t)∈Rⁿ，u_i(t)∈R^m為第i個(gè)智能體的控制輸入，N表示跟隨者的個(gè)數(shù)；

其中，表示跟隨領(lǐng)導(dǎo)者的狀態(tài)空間模型；x_0i(t)∈Rⁿ，r_i(t)∈R^m為第i個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者的未知控制輸入滿足Q表示領(lǐng)導(dǎo)者的個(gè)數(shù)；

其中，代表跟隨者之間的影響，代表領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)跟隨者的影響，