【技术实现步骤摘要】
基于有限时间的多智能体系统二分一致跟踪方法
[0001]本专利技术涉及多智能体系统
，尤其涉及一种基于有限时间的多智能体系统二分一致跟踪方法。
技术介绍
[0002]在过去的几年里，多智能体系统一致性问题引起了极大的关注，主要是因为它在许多领域的广泛应用，包括环境监测、无人飞行器、传感器网络、和电网等。一致性，作为MASs的一种集体行为，意味着所有智能体可以在适当的协议下，仅基于相邻智能体之间的邻居信息，最终使每个智能体趋于一个相同的状态。现阶段，多智能体一致研究大多数都是基于智能体间交互关系为协作关系，即交互拓扑中权重都是非负的情形。而在一些实际情况下，更为合理的假设是，智能体间不仅相互协作，而且相互竞争。为此，将使用符号图描述智能体间这种新型关系，其中有边权重正负性分别代表合作关系和竞争关系。
[0003]与合作控制下的一致收敛相比，二分一致是一种特殊类型的共识，意味着所有智能体都以相同的模值但相反的符号收敛到最终状态。在实际应用中，二分一致现象广泛存在于许多应用场景中，如社交网络、敌对政治阵营和信任
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于有限时间的多智能体系统二分一致跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：引入有向路径权重积概念确定有向图中任意两点间存在间接关联的交互关系，并据此判断有向图是否结构平衡；步骤2：构建有向图对应的增广无向图，利用有向路径权重积概念设计规范变换矩阵D；步骤3：提出有限时间协议解决有限时间的二分一致跟踪问题；步骤4：提出基于M矩阵的方法来设计李雅普诺夫函数中待定参数，确定有限时间情况下多智能系统收敛时间上界。2.根据权利要求1所述的基于有限时间的多智能体系统二分一致跟踪方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：步骤1.1：采用符号有向图描述协作竞争并存的多智能系统网络，其中是一组点集,是一组有向边集，并且是邻接矩阵；步骤1.2：用ε
ij
表示从点j到点i的有向边，邻接矩阵中元素a
ij
定义为a
ij
≠0当且仅当ε
ij
∈ε；步骤1.3：如果点j到点i的交互关系是合作的，则a
ij
>0,当交互关系是竞争的，则a
ij
<0；步骤1.4：假设没有自环，即所有的a
ii
＝0，图是符号对角对称,即a
ij
a
ji
≥0；步骤1.5：假设是图中的一条有向路径,并且可以用首尾相连的有向边集来表示,满足来表示,满足的权重积用的权重积用表示；步骤1.6：图中至少存在一个点，该点也称为根，到中所有剩余点均存在有向路径，则图中包含生成树步骤1.7：符号有向图的拉普拉斯矩阵定义为领导邻接矩阵B表示为B＝diag{a
10
,a
20
,
…
,a
N0
}，若第i个追随者可以从领导0接收信息，则a
i0
>0；否则a
i0
＝0。3.根据权利要求1或2所述的基于有限时间的多智能体系统二分一致跟踪方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：步骤2.1：构造增广无向图其中且包含生成树步骤2.2：增广无向图与有向图拥有相同的点集以及划分步骤2.4：图中任一有向路径记作可以用首尾相连的一个有向边集来表示，其中来表示，其中的权重积用来表示，可以反映中直接相连两点间的协作或竞争关系；步骤2.5：若符号图G为结构平衡图，则其增广无向图中存在一个正定对角矩阵D＝
diag{σ1,σ2,...,σ
N
}使得其中1<i≤N，为有向路径的权重积。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的基于有限时间的多智能体系统二分一致跟踪方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤为：步骤3.1：构建由一个虚拟领导者和N个跟随者组成的N+1个智能体集有向拓扑图所构成的动态方程被描述如下：所构成的动态方程被描述如下：是第i个跟随者的状态，而是相应的输入控制；步骤3.2：领导者的动态连续时间系统被描述如下：步骤3.2：领导者的动态连续时间系统被描述如下：和分别是领导者的状态和输入控制；步骤3.3：对于任何初始状态则对于有限时间内的系统收敛上界满足：步骤3.4：为了实现二分一致追踪，做出以下两个假设：(1)将包含生成树的有向图的根作为虚拟领导者；(2)对于所有t≥0，存在一个常数ω0>0，使得|u0(t)|≤ω0；步骤3.5：在有限时间内，实现多智能体系统的二分一致跟踪，提出了以下跟踪协议：其中c1,c2>0并且0<μ<1；步骤3.6：将局部智能体的追踪误差表示为e
i
＝x
i
‑
σ
i
x0，构建对角矩阵D＝diag{1,sgn(P
21
),sgn(P
31
),
…
,sgn(P
N1
...
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