[發明專利]一種時變異構多智能體一致性控制方法及系統

有效

• 申請號: 202210492964.7
• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114935931B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 郭勝輝;相國梁;唐明珠;尤任陽
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 朱振德

本發明公開了一種時變異構多智能體一致性控制方法及系統，包括以下步驟：建立多智能體系統的輸入輸出關系模型與連接拓撲圖；根據輸入輸出關系模型，對單個智能體中任一傳感器創建卡爾曼觀測器，得到該智能體在其任一傳感器下的狀態估計信息；設置最優信息融合準則，對該智能體下所有傳感器的狀態估計信息進行線性加權融合，得到該智能體的最優狀態估計信息；根據智能體的最優狀態估計信息，設置一致性控制協議，對多智能體進行一致性控制。本發明在多傳感器的情況下對時變異構多智能體實現一致性控制。

技術領域

本發明涉及多智能體控制技術領域，具體涉及一種時變異構多智能體一致性控制方法及系統。

背景技術

在多智能體一致性控制研究中，考慮的情況過于簡單，很少有考慮含有隨機噪聲、時變異構的情況。大多數的研究并未同時考慮時變異構的狀況，如【1】僅在時變情況下研究一致性，【2】僅在異構情況下研究一致性。這將導致其應用范圍并不廣泛，應用性較差。且現有多智能體中通常是在單傳感器的情況下進行研究，當傳感器故障時，就很難估計系統狀態，從而進行有效的控制。

[1]J.H.Jiang?and?Y.Y.Jiang，”Leader-following?consensus?of?lineartime-varying?multi-agent?systems?under?fixed?and?switching?topologies，”Automatica，?vol.113，Mar?2020，Art?no.108804.

[2]Z.Gao，H.Zhang，Y.Wang?and?Y.Mu，”Time-varying?output?formation-containment?control?for?homogeneous/heterogeneous?descrip-tor?fractional-order?multi-agent?systems，”Information?Sciences，vol.567，pp.146-166，?Aug?2021.

發明內容

本發明的目的是提供一種時變異構多智能體一致性控制方法及系統，在多傳感器的情況下對時變異構多智能體實現一致性控制。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種時變異構多智能體一致性控制方法，包括以下步驟：

S1、建立多智能體系統的輸入輸出關系模型與連接拓撲圖，其中，所述輸入輸出關系模型中每個智能體有多個傳感器，且含有隨機噪聲；

S2、根據輸入輸出關系模型，對單個智能體中任一傳感器創建卡爾曼觀測器，得到該智能體在其任一傳感器下的狀態估計信息；

S3、設置最優信息融合準則，對該智能體下所有傳感器的狀態估計信息進行線性加權融合，得到該智能體的最優狀態估計信息；其中，所述最優信息融合準則為取該智能體任一傳感器和另一傳感器狀態估計信息的最小協方差矩陣作為線性加權的加權矩陣；

S4、根據智能體的最優狀態估計信息，設置一致性控制協議，對多智能體進行一致性控制，其中，所述一致性控制協議中狀態反饋增益采用最小二乘法進行計算。

作為本發明的進一步改進，所述多智能體系統中有N個智能體，第i個智能體有N_i個傳感器，對于第i個智能體以及該智能體第j個傳感器的第t時刻的輸入輸出關系模型為：

x_i(t)＝A_i(t-1)x_i(t-1)+B_i(t-1)u_i(t-1)+w_i(t-1)