基于有向拓扑的高阶多智能体系统固定时一致性跟踪方法技术方案

技术编号:24453525 阅读:51 留言:0更新日期:2020-06-10 14:54
本发明专利技术涉及一种基于有向通信拓扑的高阶多智能体系统固定时领导‑跟随一致性控制方法,包括:(1)设计固定时分布式高阶观测器,使每个跟随者能够在固定时间内观测得到领导的状态信息;(2)给出观测时间上界的估计;(3)设计一系列固定时终端滑模面,导出终端滑模控制律,使得跟随者每一个状态能够在固定时间内跟踪上领导的轨迹;(4)给出一致性时间上界的估计。控制器增益可以直接由预先指定的时间获得,这有助于根据收敛时间要求确定和调节控制增益;并且所提出的领导‑跟随一致性控制协议降低了收敛时间上界估计的保守性,这同时也降低了在根据收敛时间要求设计控制增益时控制增益设计的保守性。

A fixed time consistency tracking method for high-order multi-agent system based on directed topology

【技术实现步骤摘要】
基于有向拓扑的高阶多智能体系统固定时一致性跟踪方法
本专利技术涉及多智能体系统一致性控制
,特别涉及一种基于有向通信拓扑的高阶多智能体系统固定时一致性跟踪控制方法。
技术介绍
作为一种多智能体系统群体行为,一致性跟踪又称领导-跟随一致性,意味着跟随者可以跟踪上由领导指定的轨迹。近些年来,一致性跟踪获得了广泛的应用,诸如,微网的二次频率和电压控制、智能电网经济调度、机器人协调、自主水下航行器编队、航天器姿态协调。在一致性跟踪协议设计中,快速收敛是一直追求的。相关研究表明可以通过选择更好的通信拓扑或设计最优权值来加速收敛。然而,这些协议只能实现渐进一致。相对而言,由于有限时一致性可以提供更好的性能,诸如,更高的控制精度,更短的稳定时间和更强的鲁棒性,有限时一致性对于实际系统而言更为可取。然而,有限时一致性控制协议的收敛时间取决于智能体初始状态偏差,这一信息难以在实际系统中获得。没有这一信息,无法估计一致性时间,这阻碍了有限时一致性协议在实际多智能体系统一致性控制上的应用。为了进一步提升有限时一致性协议的性能,固定时稳定性被引入到一致性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有向通信下高阶多智能体系统固定时间领导-跟随一致性控制方法,其特征在于所述的多智能体系统由一个编号为0的领导者和N个编号为1~N的跟随者组成,智能体之间通信网络为有向生成树G

【技术特征摘要】
1.一种有向通信下高阶多智能体系统固定时间领导-跟随一致性控制方法,其特征在于所述的多智能体系统由一个编号为0的领导者和N个编号为1~N的跟随者组成,智能体之间通信网络为有向生成树Gs,第i个跟随者的动态为:



式中,xji和ui表示系统状态和控制输入,j=1,...,l;
领导的动态为:



式中,xj0和u0表示系统状态和控制输入,j=1,...,l;假设控制输入u0有界,即存在已知的正常数λ,使得|u0|≤λ,领导的控制输入无法被所有跟随者所获得,但是常数λ可以被所有跟随者获知;步骤如下:
步骤1:分布式观测器设计:



式中,ξji为观测器状态,j=1,...,l;ξ10=x10,ξ20=x20,…,ξl0=xl0,观测器增益α,β,λ为正实数,m,n为正奇数且满足m>n,sig(·)α=|·|αsign(·),aij表示智能体间相互作用关系,当智能体i可以接收到来自智能体j的信息,则aij=1,否则,aij=0;
步骤2:观测时间上界估计:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:倪骏康
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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