[發明專利]基于擴張狀態觀測器的二階多智能體系統一致性控制方法

在審

• 申請號: 202210770929.7
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115047770A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李響;朱靜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張寧馨

1.一種基于擴張狀態觀測器的二階多智能體系統一致性控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、建立二階多智能體系統模型；

步驟S2、基于步驟S1中的二階多智能體系統模型設計擴張狀態觀測器，分別對每一個智能體的位置、速度及干擾進行實時估計；

步驟S3、定義估計誤差，并給出擴張狀態觀測器參數設計范圍；

步驟S4、設計多智能體系統一致性控制協議；

步驟S5、將所述擴張狀態觀測器和多智能體系統一致性控制協議應用于步驟S1所述二階多智能體系統模型中進行性能測試。

2.根據權利要求1所述的一種基于擴張狀態觀測器的二階多智能體系統一致性控制方法，其特征在于，所述步驟S1中二階多智能體系統模型建立如下：

其中x_i(t)、v_i(t)和d_i(t)依次為第i個智能體的位置、速度及外部干擾；u_i(t)表示智能體i的控制輸入；i∈{1，2，...，n}表示該多智能體系統中智能體的個數；

存在一個參數D，使得

3.根據權利要求2所述的一種基于擴張狀態觀測器的二階多智能體系統一致性控制方法，其特征在于，所述步驟S2中的擴張狀態觀測器具體設計如下：

其中和依次代表對第i個智能體的位置、速度以及外部干擾的估計，且i∈{1，2，...，n}；α₁，α₂和α₃分別是擴張狀態觀測器參數；對于標量x，sgn(x)表示符號函數，具體如下：

其中sig^r(x)＝sgn(x)|x|^r，r為常數。

4.根據權利要求3所述的一種基于擴張狀態觀測器的二階多智能體系統一致性控制方法，其特征在于，所述步驟S3中擴張狀態觀測器參數設計方法具體如下：

定義估計誤差分別如下：

設計李雅普諾夫函數如下：

其中要滿足正定的條件，即

p₁₁＞0

擴張狀態觀測器參數α₁、α₂以及α₃滿足以下條件時，擴張狀態觀測器即可對智能體進行估計：

P₁＜0

k＜0

α₁，α₂，α₃＞0

α₁p₁₁+2α₂p₁₂-2kp₁₃＞0

4(α₁p₁₁+2α₂p₁₂-2kp₁₃)p₁₂+(p₁₁-α₁p₁₃-2α₂p₂₂+2kp₂₃)2＜0

同時位置估計誤差滿足其中