本发明专利技术公开了一种基于事件触发的交通智能体系统固定时间二分一致性方法，包括根据交通智能体信息建立拓扑结构为符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型。确定基于事件触发的控制协议，使得每个交通智能体控制输入在事件触发时刻更新。确定分布式触发函数，当交通智能体的触发函数大于0时，事件触发，此时该交通智能体的控制协议采集信息更新、根据符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型、控制参数及控制增益估算收敛时间上界。迭代运行至各交通智能体状态绝对值趋于一致。本发明专利技术能够降低该多智能体系统能量损耗，延长控制器使用寿命。使用寿命。使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
基于事件触发的交通智能体系统固定时间二分一致性方法
[0001]本专利技术涉及一种事件触发的多智能体系统固定时间二分一致性的控制方法，属于智能控制领域。
技术介绍
[0002]近年来，多智能体系统因其在多个领域的广泛应用吸引了众多学者的关注。一致性问题作为多智能体系统协同控制的基础问题，已经成为控制领域目前的研究热点之一。多智能体系统的一致性可以为移动机器人系统、飞行器群体、军事应用的战术编队、调控和交通系统的控制等实际应用提供理论指导。
[0003]王和,虞文武,温广辉等学者针对具有符号的有向图提出了固定时间一致性控制方法，其中控制协议设计为：
[0004][0005]但是该控制方法需要控制器连续控制，工业应用中不利于控制器长时间连续作业，且会造成不必要的多智能体系统能量浪费。
[0006]刘剑,余瑶,孙佳等学者针对带领导者的有向图提出了基于事件触发的固定时间一致性方法，其中控制协议设计如下：
[0007][0008]但是这种方法并没有考虑无领导情况的多智能体系统，也没有考虑智能体之间符号的关系。工业应用中，该控制方法无法处理无领导者的多智能体系统一致性，且没有考虑智能体之间的信息对抗干扰等情况。
[0009]传统的多智能体一致性控制方法主要讨论的是多智能体系统的渐近一致性问题，即智能体的状态在时间趋于无穷时趋于一致。在工程应用中，这样的收敛时长并不能满足实际需求。有限时间一致性控制方法有效解决了渐近一致性中收敛时间趋于无穷这一弊端。与传统多智能体一致性控制方法相比，有限时间一致性要求多智能体系统在任意给定初始状态下，都有一个固定的收敛时间。尽管有限时间一致性控制方法解决了多智能体系统的有限时间一致性，但其收敛时间均依赖于系统的初始状态。
[0010]为克服有限时间一致性的局限性，许多学者开展了固定时间一致性问题的研究工作。固定时间一致性的实现不仅要求多智能体系统在有限时间内实现一致性，还要求对任意初始状态，系统收敛时间具有常值上界。目前针对无领导的多智能体系统固定时间一致性提出的控制方法均需要连续的控制，这意味着在实现一致性过程中，智能体之间需要频
繁地进行通讯交流和控制更新，由此导致多智能体系统的能源被大量消耗。
技术实现思路
[0011]专利技术目的：鉴于目前针对无领导的多智能体系统固定时间一致性提出的控制方法均需要连续的控制的问题，本专利技术的目的在于通过设计一种基于事件触发的交通智能体系统固定时间二分一致性方法，该方法基于事件触发的控制协议，使得具有符号有向图的无领导一阶多智能体系统实现固定时间二分一致性，并降低该多智能体系统能量损耗，延长控制器使用寿命。
[0012]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0013]一种基于事件触发的交通智能体系统固定时间二分一致性方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1，采集交通智能体信息，根据交通智能体信息建立拓扑结构为符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型；通过符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型得到相应的拉普拉斯矩阵L；
[0015]步骤2，确定基于事件触发的控制协议，使得每个交通智能体控制输入在事件触发时刻更新；
[0016]基于事件触发的控制协议：
[0017][0018]其中，u
i
(t)表示第i个交通智能体的控制输入，α、β表示控制参数，a、b表示控制增益，a
ij
表示有向边交通智能体i到交通智能体j的权重，表示交通智能体i在时刻的状态，N表示一阶交通多智能体系统中交通智能体的总数，控制增益a,b＞0，控制参数0＜α＜1和β＞1；s
[a]定义为s
[a]＝sign(s)|s|
a
，其中sign(
·
)为符号函数；定义则在任意的时间段则在任意的时间段为第j个交通智能体的最新触发时刻；因此，第i个交通智能体的控制输入在自身节点事件触发时刻进行更新；
[0019]步骤3，检测并获取交通智能体系统的初始状态X(0)；
[0020]步骤4，计算各交通智能体的状态测量误差e
i
(t)：
[0021][0022]令则状态测量误差简写为：
[0023][0024]步骤5，确定分布式触发函数当第i个交通智能体的触发函数时，事件触发，此时该交通智能体的控制协议采集信息更新；
[0025][0026]其中，表示第i个交通智能体的触发函数，c表示触发函数参数，c＞0；
[0027]步当有向图为结构平衡图时，令：
[0028][0029]式中，λ
max
(L
T
Θ2L)为矩阵L
T
Θ2L的最大特征值，其中对角矩阵且矩阵Θ对角元构成正向量可以使其中且γ＝γ(y)≥0,s.t.z＝ay
[α]+γy
[β],且z
T
z＝1,a,α,β＞0,α≠β}L表示符号有向图对应的拉普拉斯矩阵；
[0030]否则，当有向图为结构不平衡图时，令：
[0031][0032]式中，其中对角矩阵Λ＝diag{ω1,ω2,
…
,ω
N
}＞0使得
为矩阵的最小特征值，为矩阵L
T
Λ2L的最大特征值，L
T
表示符号有向图对应的拉普拉斯矩阵的转置；
[0033]步骤6，根据符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型、控制参数及控制增益估算收敛时间上界；
[0034]步骤7，迭代运行至各交通智能体状态绝对值趋于一致。
[0035]优选的：步骤6根据符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型、控制参数及控制增益估算收敛时间上界的方法：
[0036]当有向图为结构平衡图时，此时，多交通智能体系统在控制协议和触发函数的共同作用下实现固定时间二分一致性，收敛时间上界一为：
[0037][0038]其中：
[0039][0040]其中表示的最大值，正数ρ取值需使k2＞0，λ
max
(L
T
Θ2L)表示矩阵L
T
Θ2L的最大特征值。
[0041]否则，当有向图为结构不平衡图时，此时，通过应用控制协议和触发函数，多交通智能体系统实现固定时间二分一致性，且收敛时间上界二为：
[0042][0043]其中：
[0044][0045]N表示一阶交通多智能体系统中交通智能体的总数，正数取值需使λ
max
(L
T
Λ2L)表示矩阵L
T
Λ2L的最大特征值，表示矩阵的最小特征值，min(a,b)表示取参数a和b的最小值。
[0046]优选的：步骤1中所述交通智能体信息包括信号控制器信息和路口交通情况信息。
[0047]优选的：步骤2中基于事件触发的控制协议：
[0048][0049]其中，表示第i个路本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于事件触发的交通智能体系统固定时间二分一致性方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集交通智能体信息，根据交通智能体信息建立拓扑结构为符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型；通过符号有向图的无领导一阶多交通智能体系统模型得到相应的拉普拉斯矩阵L；步骤2，确定基于事件触发的控制协议，使得每个交通智能体控制输入在事件触发时刻更新；基于事件触发的控制协议：其中，u
i
(t)表示第i个交通智能体的控制输入，α、β表示控制参数，a、b表示控制增益，a
ij
表示有向边交通智能体i到交通智能体j的权重，表示交通智能体i在时刻的状态，N表示一阶交通多智能体系统中交通智能体的总数，控制增益a，b＞0，控制参数0＜α＜1和β＞1：s
[a]
定义为s
[a]
＝sign(s)|s|
a
，其中sign(
·
)为符号函数；定义则在任意的时间段则在任意的时间段为第j个交通智能体的最新触发时刻；因此，第i个交通智能体的控制输入在自身节点事件触发时刻进行更新；步骤3，检测并获取交通智能体系统的初始状态X(0)；步骤4，计算各交通智能体的状态测量误差e
i
(t)：令则状态测量误差简写为：步骤5，确定分布式触发函数当第i个交通智能体的触发函数时，事件
触发，此时该交通智能体的控制协议采集信息更新；其中，表示第i个交通智能体的触发函数，c表示触发函数参数，c＞0；当有向图为结构平衡图时，令：式中，λ
max
(L
T
Θ2L)为矩阵L
T
Θ2L的最大特征值，其中对角矩阵且矩阵Θ对角元构成正向量可以使其中其中L表示符号有向图对应的拉普拉斯矩阵；否则，当有向图为结构不平衡图时，令：式中，其中对角矩阵Λ＝diag{ω1，ω2，
…
，ω
N
}＞0使得ΛL+L
T...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯元珍，李振涛，王正新，凤亦飞，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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