[發明專利]具有外部干擾的多智能體系統分組領導跟隨一致的方法

在審

• 申請號: 202011319014.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112379626A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 邢躍鵬;譚沖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.具有外部干擾的多智能體系統分組領導跟隨一致的方法，其特征在于，包含下面的步驟：

步驟一、建立具有外部干擾的網絡化多智能體系統的離散時間動態模型；

步驟二、針對具有外部干擾的網絡化多智能體系統的離散時間動態模型構造狀態觀測器，進行狀態預測；

步驟三、根據步驟二對帶有外部干擾的網絡化多智能體系統的離散時間動態模型的狀態預測，設計分組領導跟隨一致性控制協議；

步驟四、根據步驟三設計的分組領導跟隨一致性控制協議，得到分組狀態誤差方程與估計誤差方程的緊湊表達式；

步驟五、利用分組狀態誤差方程與干擾估計誤差方程的緊湊表達形式，基于線性矩陣不等式獲得狀態反饋矩陣；

步驟六、將步驟五獲得的反饋增益矩陣代入步驟三中的分組一致性協議，實現具有外部干擾的多智能體網絡化控制系統的分組領導跟隨一致性。

2.根據權利要求1所述具有外部干擾的多智能體系統分組領導跟隨一致的方法，其特征在于，所述步驟一具體為：

對于一個包含N+M個智能體的網絡x_i表示智能體i的狀態，每個智能體為網絡的一個節點，每個節點的狀態可以根據實際情況代表實際的物理量，比如位置、溫度、速度、電壓等；此網絡化多智能體系統的拓撲結構是一個加權有向圖，包含兩個子圖分別為與其中，第一個子圖頂點集為第二個子圖頂點集為兩個子圖頂點索引集分別為I₁＝{1,2,…,N},I₂＝{N+1,N+2,…,N+M},I＝I₁∪I₂,其中頂點v_i在兩個子圖中的鄰域節點集分別為

建立本離散時間動動態模型，其狀態空間表達式為：

x_i(t+1)＝Ax_i(t+1)+B(u_i(t)+d_i(t)) (1)

y_i(t)＝Cx_i(t) (2)

其中，x_i(t)∈Rⁿ為第i個智能體狀態，y_i(t)∈R^r為第i個智能體的測量輸出，u_i(t)∈R^m為控制輸入，也就是第i個智能體的一致性控制協議，A,B,C是具有適當維數的矩陣，d_i(t)∈R^m為第i個智能體的外部干擾。

3.根據權利要求2所述具有外部干擾的多智能體系統分組領導跟隨一致的方法，其特征在于，步驟二所述進行狀態預測的具體過程包括：

智能體接收彼此間信息會存在時滯和丟包，這里設時滯和丟包總和的上界為τ，對于第i個跟隨者智能體，利用狀態觀測器，基于t-τ時刻的信息可以得到下一個時刻的信息：

從t-τ+2時刻到τ時刻的狀態預測為：

其中，表示根據直到t-τ時刻智能體i的信息，得出智能體i在t-τ+k時刻的預測狀態，表示第i個智能體在t-τ時刻的預測輸出函數，L_i表示第i個觀測器增益矩陣。

4.根據權利要求3所述具有外部干擾的多智能體系統分組領導跟隨一致的方法，其特征在于，步驟三種所述分組領導跟隨一致性控制協議為：

其中，K_c為同組內智能體通信的增益矩陣，K_d為不同組間智能體通信的增益矩陣，K_i01和K_i02為領導者智能體與跟隨者智能體之間通信的增益矩陣。β_i01和β_i02分別是兩組領導者智能體與相應組跟隨者智能體之間的信息傳遞。β＝1表示二者存在通訊關系，β＝0表示不存在通訊關系。