[發明專利]基于動態事件觸發的固定時間分布式優化方法

在審

• 申請號: 202211424802.6
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115903489A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 呂強;耿博媛;柴佳瑜;羅平;張波濤
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.基于動態事件觸發的固定時間分布式優化方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟1、對于多機器人系統中的第i個機器人，設計其事件觸發通信方案為：

其中，s＝1,2...,s，表示事件觸發的序列；Ω_i(t)表示事件觸發函數：

其中，γ0,h₀0,h₂0；表示第i個機器人在t時刻的位置狀態誤差；表示多機器人系統的位置狀態總誤差；和分別為機器人j和機器人i的事件觸發時刻；θ_i(t)是引入的輔助動態變量：

其中，參數ζ0，動態變量的初始值θ_i(t)0；僅當Ω_i(t)0時，第i個機器人接收其他機器人的狀態信息，更新控制輸入；

步驟2、設計了分段式控制器，具體步驟如下：

s2.1、第一階段的控制器用于找出每個機器人在固定時間內的局部最優狀態，設計局部最優控制器為：

其中，f_i(x_i(t))表示機器人i在時間t時刻處的局部成本函數；u_1i(t)為局部穩定控制器；，為f_i(x_i(t))的一階導數；∈₁、∈₂、μ₀、ν₀均為正數；sig(·)為符號函數；

s2.2、第二階段的控制器用于在固定的時間內實現唯一的全局最優，設計固定時間全局最優控制器為：

其中，u_2i(t)表示全局控制器的控制輸入；為f_i(x_i(t))的二階導數；κ₁、κ₂、μ₁、ν₁是正數；分別表示機器人i、j在事件觸發時刻的位置；

步驟3、根據全局最優化控制器建立多機器人系統的動力學模型:

其中,x_i(t)、u_i(t)分別表示機器人i在時間t時刻處的位置和控制輸入，為x_i(t)的一階導數，T₁、T₂分別表示系統達到局部最優狀態和收斂至全局最優狀態的固定時間，則系統在固定時間T₁+T₂內收斂到最優狀態x^*。

2.如權利要求1所述基于動態事件觸發的固定時間分布式優化方法，其特征在于：當多機器人系統在編隊任務中需要保持隊形，則按照隊形需要設置多機器人間的距離矩陣，并加入控制器中。

3.如權利要求1所述基于動態事件觸發的固定時間分布式優化方法，其特征在于：當多機器人系統執行軌跡跟蹤時，添加一個虛擬領導者作為跟蹤目標，在事件觸發規則中添加虛擬領導者的誤差項，然后在步驟3中設計領導者的動力學模型。