The invention discloses a multi-agent formation control method and system. The control method includes: acquiring multiple agents and treating one agent as a communication node; establishing a communication topology relationship according to the communication node; determining an event triggering protocol according to the communication topology relationship; determining the neighbor's own state information of the current communication node's adjacent communication node according to the event triggering protocol; and the neighbor's own state information packet. It includes position and speed, obtaining the first self-state information of the current communication node, determining the self-control input of the current communication node based on the first self-state information and the neighbor's own state information, and realizing the formation of the multi-agent according to the control input. The control method and system provided by the invention can reduce the communication traffic of the actual system, reduce the risk of communication blockage and packet loss, and improve practicability.
【技术实现步骤摘要】
一种多智能体编队控制方法及系统
本专利技术涉及多智能体编队控制领域,特别是涉及一种多智能体编队控制方法及系统。
技术介绍
多智能体编队控制是当前多智能体系统研究的热点问题,指多个智能体组成的团队在向特定目标或方向运动的过程中,相互之间保持预定的几何形态。多智能体编队控制在军事、航天、工业等各个领域具有广泛的应用,如实现移动机器人、无人机、潜艇、卫星、航天飞行器等运动载体的编队控制等。在军事领域中,多移动机器人采用合理的编队可以代替士兵执行恶劣、危险环境下诸如侦察、搜寻、排雷、巡逻等军事任务。以侦察任务为例,单个机器人获取环境信息的能力通常有限,但如果多个机器人保持合理的队形,分工获取周围的环境信息,就有可能迅速准确地感知群体所在区域的环境信息,使群体的资源利用率比成员随机分布时更高。在航天领域,卫星编队不但可大大降低系统成本,提高系统的可靠性和生存能力,而且可扩展和超越传统单个卫星的功能,完成许多单个航天器不可能完成的任务。在工业生产中,例如多机器人系统搬运大型物体时,对机器人的位置存在一定要求,以满足搬运过程中的稳定和负载平衡。多智能体编队控制已有多种成熟的控制方法,与基于领导者-跟随者、基于行为以及基于虚拟结构的方法相比,基于一致性的编队控制方法具有更好的鲁棒性和扩展性,并且易于设计,因此当前受到国内外研究人员的广泛关注,并取得了一些应用。在该方法中,智能体通过于邻居智能体的通信,获取其它智能体的状态信息,然后通过这些信息生成自身的控制指令,从而使得多智能体系统最后形成编队。但在对该方法的一般研究中,通常认为多智能体之间的通信是连续不断的,这在实际应用 ...
【技术保护点】
1.一种多智能体编队控制方法,其特征在于,包括:获取多个智能体并将一个所述智能体作为一个通信节点;所述智能体包括机器人、无人机、潜艇、卫星以及航天飞行器;所述多个智能体为离散的智能体;根据所述通信节点建立通信拓扑关系;根据所述通信拓扑关系确定事件触发协议;根据所述事件触发协议确定当前通信节点相邻的通信节点的邻居自身状态信息;所述邻居自身状态信息包括位置以及速度;获取所述当前通信节点的第一自身状态信息;根据所述第一自身状态信息以及所述邻居自身状态信息确定所述多个智能体的编队。
【技术特征摘要】
1.一种多智能体编队控制方法,其特征在于,包括:获取多个智能体并将一个所述智能体作为一个通信节点;所述智能体包括机器人、无人机、潜艇、卫星以及航天飞行器;所述多个智能体为离散的智能体;根据所述通信节点建立通信拓扑关系;根据所述通信拓扑关系确定事件触发协议;根据所述事件触发协议确定当前通信节点相邻的通信节点的邻居自身状态信息;所述邻居自身状态信息包括位置以及速度;获取所述当前通信节点的第一自身状态信息;根据所述第一自身状态信息以及所述邻居自身状态信息确定所述多个智能体的编队。2.根据权利要求1所述的编队控制方法,其特征在于,所述根据所述通信拓扑关系确定事件触发协议具体包括:确定所述通信节点之间的权重矩阵;根据所述权重矩阵确定入度矩阵;根据所述权重矩阵以及所述入度矩阵确定拉普拉斯矩阵;获取所述拉普拉斯矩阵的特征值;根据所述特征值确定事件触发协议。3.根据权利要求1所述的编队控制方法,其特征在于,所述根据所述事件触发协议确定当前通信节点相邻的通信节点的邻居自身状态信息,具体包括:判断所述事件触发协议是否大于0,得到第一判断结果;若所述第一判断结果表示为所述事件触发协议大于0,向所述当前通信节点相邻的通信节点发出触发信号,并接收所述当前通信节点相邻的通信节点广播的第二自身状态信息;所述第二自身状态信息即为所述邻居自身状态信息。4.根据权利要求1所述的编队控制方法,其特征在于,所述根据所述第一自身状态信息以及所述邻居自身状态信息确定所述多个智能体的编队,具体包括:根据公式确定所述多个智能体的编队;其中,ui(tk)为所述多个智能体的编队;Ni为第i个智能体的邻居集合,即Ni为与第i个通信节点进行通信的通信节点集合;xi(tk)为所述通信节点的自身状态信息;hi(tk)为第i个通信节点的编队,i≥0,通信节点j为通信节点节点i的邻居;yj(tk)为第i个通信节点对相邻的第j个通信节点的状态估计变量;hj(tk)为第j个通信节点的编队,j≥0;c为常数,vi(tk)为第i个智能体的编队补偿项;K为控制器的增益。5.一种多智能体编队控制系统,其特征在于,包括:多个智能体获取模块,用于获取多个智能体并将一个所述智能体...
【专利技术属性】
技术研发人员:任章,李晓多,董希旺,李清东,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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