[發明專利]一種基于時間同步穩定的多智能體一致性控制方法

在審

• 申請號: 202210066399.8
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114415517A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 李東禹;胡慶雷;楊昊旸;鄭建英;邵小東
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;鄧治平

1.一種基于時間同步穩定的多智能體一致性控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：建立多智能體的二階動態模型，并設計編隊輔助函數；

S2：基于單位方向向量的數學原理，設計一種新型的方向符號函數，并利用該函數構建一種新穎的固定時間滑模面；

S3：針對S1中的多智能體系統的二階動態模型，設計多智能體系統收斂的時間，并利用李雅普諾夫穩定性原理，構建固定時間同步收斂控制器，利用位置和速度的信息以及S1中的多智能體的二階動態模型信息，計算得到控制量的值，實現時間同步穩定的多智能體一致性控制。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S1中，建立多智能體的二階動態模型如下：

其中，位置和速度向量為是控制律，為狀態轉移函數，為可逆的輸入函數；

定義輔助變量用于表征各個智能體之間的位置和速度的同步度：

其中，

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S2中，新型的方向符號函數設計并定義為如下形式：

其中為任意n維向量，0_n為n維零向量；

該符號函數的指數冪定義為如下形式：

其中，p為冪指數；

基于以上符號函數構建一種新型的時間同步穩定滑模面為：

其中，

式中滑模面切換條件閾值ε0，設計控制器中的滑模面增益參數如下：α₁0,β₁0,滑模面的冪指數滿足0p₁1,g₁1。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S3中，設計多智能體系統收斂的時間的界過程如下：

首先，設計李雅普諾夫函數并設計其時間偏導數的形式為：

其中，設計增益參數α₂0,β₂0，冪指數參數滿足p₂1,g₂1，由此得到，多智能體系統狀態在固定時間到達滑模面s_i＝0，收斂時間的界為：

然后，再設計第二個李雅普諾夫函數李雅普諾夫函數V_m2的導數為：

多智能體系統實現跟蹤一致收斂時間的界為：

在確定設計收斂時間的界后，構建固定時間同步收斂控制器為如下形式：

通過上式即利用位置和速度的信息以及多智能體的二階動態模型信息，計算得到控制量的值，并作用于多智能體的控制中。