[發明專利]一種基于預測的執行器飽和多智能體全局一致性方法

在審

• 申請號: 202011318273.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112486114A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 崔胤;譚沖;宋承霖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于預測的執行器飽和多智能體全局一致性方法，所述包括它是基于網絡化預測控制的臨界穩定多智能體系統，并且網絡拓撲結構是無向圖，無領航智能體，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：建立執行器飽和的多智能體系統的離散時間狀態方程；

步驟2：設計基于網絡化預測控制的控制協議使系統能達到全局一致性；

步驟3：將臨界穩定矩陣分割為穩定矩陣和中立矩陣，即將系統矩陣A分割為正交矩陣和Schur矩陣；

步驟4：設計李雅普諾夫函數證明全局一致性。

2.根據權利要求1所述的執行器飽和的臨界穩定多智能體全局一致性方法，其特征在于，所述的步驟1執行器飽和的多智能體系統的狀態方程為：

x_i(t+1)＝Ax_i(t)+BΔ(u_i(t))

其中x_i(t)，u_i(t)分別表示智能體i的狀態和控制輸入，A∈R^n×n,B∈R^n×m，R^n×n表示數域R上所有n×n矩陣構成的集合，Δ表示標準飽和函數：

3.根據權利要求1所述的執行器飽和的臨界穩定多智能體全局一致性方法，其特征在于，所述的步驟2具體為：

對于智能體i，為了能得到它的狀態，設計一個狀態觀測器：

其中y_i(t)分別表示向前一步的狀態預測和測量輸出，因為智能體接收信息時存在時滯τ，為了解決這個問題，基于智能體i構造從t-τ時刻到t時刻的狀態為：

智能體i在t時刻的狀態可以表示為：

通過計算得出：

其中是t時刻的估計誤差對于存在定常通信時滯的多智能體系統，設計基于網絡化預測控制的一致性協議：

閉環控制系統可以表示為：

其中L是拉普拉斯矩陣為L＝D-E，D為無向圖的入度矩陣，E為無向圖的鄰接矩陣，a_ij為權值，c為設計參數并且取值范圍為表示克羅內克積，為了實現全局一致性就要在控制協議u(t)的作用下滿足：

4.根據權利要求1所述的執行器飽和的臨界穩定多智能體全局一致性方法，其特征在于，所述的步驟3具體為：

其中T為一個非奇異矩陣，A_c和B_c為正交矩陣，B_c和B_s為Schur矩陣(特征值都在單位圓內)。

5.根據權利要求1所述的執行器飽和的臨界穩定多智能體全局一致性方法，其特征在于，所述的步驟4具體為：

構造李雅普諾夫函數：

需要進一步證明