[發明專利]多智能體編隊系統允許最大通信數據延遲的判定方法

在審

• 申請號: 202211702605.6
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115903914A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 高亞斌;左穩;王振桓;聞帆;吳立剛;孫光輝;劉健行;姚蔚然
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

多智能體編隊系統允許最大通信數據延遲的判定方法，解決了如何有效的判定允許最大通信數據延遲的問題，屬于多智能體領域。本發明包括：S1、獲取領航?跟隨多智能體編隊系統的參數及迭代步長ΔT；S2、計算得到分塊矩陣C、E；S3、初始化迭代次數f＝1，設置時滯變量初始值dsubgt;0/subgt;＝ΔT；S4、將dsubgt;0/subgt;代入判定條件，計算判定條件的可行解，如果有解，轉入S5，如果沒有解，減少迭代步長ΔT，轉入S2，或更換通信拓撲的拉普拉斯矩陣及領航者與跟隨者通信矩陣，轉入S3；S5、更新迭代步數f＝f+1；S6、dsubgt;f?1/subgt;＝fΔT，將dsubgt;f?1/subgt;代入判定條件，計算判定條件的可行解，如果有解，轉入S5，如果沒有解，最大通信延遲dsubgt;M/subgt;為(f?1)ΔT。

技術領域

本發明涉及一種多智能體編隊系統允許最大通信數據延遲的判定方法，屬于多智能體領域。

背景技術

近些年來，智能控制、無線通訊以及傳感器等技術的集成與發展，以移動機器人為背景的多智能體系統在軍事和民用領域得到了廣泛的關注，并在多機械臂協同裝備、交通車輛控制、無人機/機編隊控制等領域成功應用。多智能體系統在協同控制過程中，外界擾動不可避免，如無人機在編隊中可能受到風的干擾，無人艇在作業過程中會遭受到風浪的影響，這些外界因素往往會影響系統的控制性能，甚至導致系統協同失敗。因此，應對復雜環境下的多智能體編隊任務，設計具有高魯棒性和強可靠性的編隊控制算法成為一個關鍵問題。

在實際工程中，智能體能夠與相鄰智能體進行信息交互，然而，受限于網絡資源，智能體會在同一時刻同時傳輸大量的信息，造成網絡擁堵甚至癱瘓。由于智能體需要不斷地與相鄰的智能體交互信息，并需要實時地計算和更新其控制信號，這種控制策略不僅增加了網絡通信負擔和節點計算負擔，并會導致網絡誘發不確定性，甚至造成網絡的不穩定。對于這一問題，目前多采用事件觸發控制策略來降低系統的通訊頻率，然而，這一策略的引入使得控制器的狀態輸入不可避免的出現延遲現象。此外，由于多智能體系統依賴于網絡通信，在實際應用中由于傳輸距離導致的通信時滯往往不可忽略。因此，針對復雜環境下網絡化多智能體系統，研究編隊控制策略下允許的最大通信數據延遲具有重要的理論和實際應用價值。

發明內容

針對如何有效的判定允許最大通信數據延遲的問題，本發明提供一種多智能體編隊系統允許最大通信數據延遲的判定方法。

本發明提供一種多智能體編隊系統允許最大通信數據延遲的判定方法，包括：

S1、確定領航-跟隨多智能體編隊系統，獲得跟隨智能體個數N、控制信號維度m、通信拓撲的拉普拉斯矩陣L、領航者與跟隨者的通信矩陣B及速度阻尼增益K，確定迭代步長ΔT；

S2、計算得到分塊矩陣C、E；

S3、初始化迭代次數f＝1，設置時滯變量初始值d₀＝ΔT；

S4、將d₀代入判定條件，計算判定條件的可行解，如果有解，轉入S5，如果沒有解，減少迭代步長ΔT，轉入S3；

判定條件為：

P＝P^T＞0，Q＝Q^T＞0和Z＝Z^T＞0為待求的對稱矩陣；

S5、更新迭代步數f＝f+1；

S6、d_f-1＝fΔT，將d_f-1代入判定條件，計算判定條件的可行解，如果有解，轉入S5，如果沒有解，最大通信延遲d_M為(f-1)ΔT。

本發明還提供一種多智能體編隊系統允許最大通信數據延遲的判定方法，包括：