[發(fā)明專利]一種多智能體磁滯系統(tǒng)分布式輸出反饋漸近一致控制方法

有效

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• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113359445B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉燁;楊朋舉;張婭倩;鄭賢;王清華;陳劍雪;吳健珍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31293
• 代理人: 張若川

本發(fā)明公開了一種多智能體磁滯系統(tǒng)分布式輸出反饋漸近一致控制方法，步驟如下：實(shí)時追蹤參考信號軌跡及實(shí)際軌跡的一致性誤差；將參考信號軌跡及實(shí)際軌跡的一致性誤差輸入含有非線性濾波器的動態(tài)面控制器；將動態(tài)面控制器所輸出的實(shí)際控制信號作為磁滯模型的輸入并根據(jù)磁滯模型的輸出控制該多智能體系統(tǒng)；應(yīng)用帶動態(tài)高增益的狀態(tài)觀測器對多智能體系統(tǒng)的未知狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時預(yù)估；將多智能體系統(tǒng)的狀態(tài)估計值輸入動態(tài)面控制器，并結(jié)合控制器內(nèi)部參數(shù)估計的自適應(yīng)率在線更新參數(shù)預(yù)估值，實(shí)現(xiàn)對多智能體系統(tǒng)的分布式輸出反饋漸近一致控制。本發(fā)明的方法，能有效消除執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磁滯效應(yīng)并實(shí)現(xiàn)良好的跟蹤控制性能，極具應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多智能體控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多智能體磁滯系統(tǒng)分布式輸出反饋漸近一致控制方法。

背景技術(shù)

近幾十年來，多智能體協(xié)調(diào)控制技術(shù)因其在集群控制，如無人機(jī)群控制、水下協(xié)同作業(yè)、機(jī)器人群編隊(duì)以及衛(wèi)星集群控制等相關(guān)領(lǐng)域的成功應(yīng)用，使多智能體協(xié)調(diào)控制問題逐漸成為學(xué)者們廣泛關(guān)注的重點(diǎn)。多智能體協(xié)調(diào)控制問題主要包括一致性、聚集、蜂擁、群集等，其中一致性問題在協(xié)同控制領(lǐng)域顯示出巨大的工程應(yīng)用潛力，是研究多智能體協(xié)調(diào)控制問題的關(guān)鍵。此外，在多智能體協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，所設(shè)計的控制器不僅需要當(dāng)前智能體的信息，還需要鄰接多智能體的信息，這使得分布式控制器的設(shè)計更加具有挑戰(zhàn)性。最近，文獻(xiàn)一(Yang R,ZhangH,Feng G,et al.Robust cooperative output regulation ofmulti-agentsystemsviaadaptive event-triggered control[J].Automatica,2019,102:129-136.)通過著名的內(nèi)模原理研究了具有擾動的不確定線性多智能系統(tǒng)的漸近協(xié)作輸出調(diào)節(jié)問題，并設(shè)計了兩種基于自適應(yīng)控制策略和事件觸發(fā)機(jī)制的新型分布式控制器，該控制器能大大減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率并能避免Zeno行為。在文獻(xiàn)一的基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)二(ZhangH,ChenJ,Wang Z,et al.Distributed Event-Triggered Controlfor Cooperative OutputtRegulation of Multiagent Systems With anOnline EstimationAlgorithm[J].IEEEtransactions on cybernetics,2020.)假設(shè)僅少數(shù)智能體外部系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣已知而各智能體的拓?fù)湫畔⑽粗M(jìn)一步設(shè)計了一種新穎的分布式觀測器以估計與拓?fù)湎嚓P(guān)的信息，實(shí)現(xiàn)了多智能體系統(tǒng)的漸近協(xié)同控制。然而，實(shí)際的物理系統(tǒng)往往存在非線性特性，研究具有非線性動態(tài)的多智能體系統(tǒng)有利于更好的描述系統(tǒng)特性進(jìn)而達(dá)到更好的控制效果。文獻(xiàn)三(Shen Q,Shi P.Output consensus control of multiagentsystems withunknown nonlinear dead zone[J].IEEE Transactions on Systems,Man,andCybernetics:Systems,2015,46(10):1329-1337.)研究了具有死區(qū)輸入的二階非線性多智能體系統(tǒng)的分布式一致性控制問題，提出一種分布式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一致性控制方案。文獻(xiàn)四(Hua C,Zhang L,Guan X.Distributed adaptive neural network output tracking ofleader-following high-order stochastic nonlinear multiagent systems withunknown dead-zone input[J].IEEE transactions on cybernetics,2015,47(1):177-185.)研究了具有死區(qū)輸入的隨機(jī)非線性多智能體系統(tǒng)的分布式一致性控制問題，在狀態(tài)已知的情況下得到了實(shí)際跟蹤的結(jié)果。文獻(xiàn)五(Wu Z,WuY,Yue D.Distributed adaptiveneural consensus tracking control of MIMO stochastic nonlinear multiagentsystems with actuator failures and unknown dead zones[J].InternationalJournal of Adaptive Control and Signal Processing,2018,32(12):1694-1714.)進(jìn)一步擴(kuò)展了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，考慮了執(zhí)行器故障的情況，并且其所設(shè)計的控制器能保證系統(tǒng)跟蹤誤差在預(yù)設(shè)性能界限范圍內(nèi)。