保证通信连通的多个二阶系统的规定时间一致性控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种保证通信连通的多个二阶系统的规定时间一致性控制方法，其步骤包括：步骤一，用有向图描述智能体；步骤二，建立系统动力学模型；步骤三，建立固定时间收敛性能函数；步骤四，设计固定时间一致性控制器；步骤五：稳定性分析。本控制方法通过设定固定时间收敛性能函数来定量表征所设定二阶智能体的一致性跟踪性能，然后通过将位置和速度一致性跟踪误差与消除通信范围约束的潜在函数相结合来定义辅助状态变量，基于所定义的辅助状态变量，设计了一个固定时间的领导者跟随一致性控制器，同时保证了预先分配的一致性跟踪性能和通信保存。能和通信保存。能和通信保存。

【技术实现步骤摘要】
保证通信连通的多个二阶系统的规定时间一致性控制方法


[0001]本专利技术涉及一种保证通信连通的多个二阶系统的规定时间一致性控制方法，属于多智能体


技术介绍

[0002]近年来，由于机器人协同制造、航天器编队观测等广泛的实际需求，对大量自主个体的集体行为的研究引起了广泛关注。其中，多个智能体的一致性控制是一个热点问题，收敛速度作为多智能体一致性控制的重要指标，各种有限时间/固定时间控制方法快速涌现。现有技术中，针对具有不连续动力学的多智能体系统设计了非线性有限时间/固定时间领导者跟随一致性协议。尤其是PPC(预设性能控制)，其作为一种有效的工具，已被应用于为多种类型的系统开发各种控制律，包括约束欧拉
‑
拉格朗日系统、自动航母着陆系统、不确定非线性严格反馈系统。
[0003]在实践中，智能体的感知范围往往是有限的。因此，如何同时保证多智能体系统的跟踪性能与通信保存作为一个具有挑战性的命题，对于进一步提高对智能体控制的研究具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保证通信连通的多个二阶系统的规定时间一致性控制方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤一，将通信拓扑中涉及到的个智能体，用有向图G进行描述，有向图G的顶点和边分别定义为：ν＝{ν1,ν2…
,ν
N
}和ε＝{ε1,ε2,
…
,ε
N
}；对于有向图G的每个顶点，其邻接矩阵定义为当(ν
i
,ν
j
)∈ε，a
ij
＝1，否则a
ij
＝0；对于有向图G，其拉普拉斯矩阵L定义为矩阵D表示一阶矩阵，其中，且N
i
＝{j|(ν
i
,ν
j
)∈ε}；在跟随领导者的通信拓扑中，用于表示跟随智能体和领导者之间的信息流，若领导者的信息可以访问跟随，则b
i
＝1，否则b
i
＝0(i＝1,2,
…
,N)，据此，将有向图G扩充为A，其中引线是顶点；步骤二，建立系统动力学模型：设定二阶智能体，所述二阶智能体称为跟随，其表示如下：其中，分别表示第i个从动件的位置矢量、速度矢量和控制输入，i的取值为1，2，
…
，N；在信息通信拓扑中有一个先导智能体，其运动模型为：其中，分别为位置向量、速度向量和控制输入，将相邻智能体的位置和速度跟踪误差定义为：其中，上述位置和速度跟踪误差在等式中表示；公式(3)用紧凑形式表示为：其中，表示两个向量的克罗内克积，I
m
表示m维识别矩阵；且为了保证有效的通信连接，第i个和第j个智能体之间的距离以预先指定的常数为界，即||x
i
‑
x
j
||＜R，R是允许的最大通信范围；将势函数用于处理该通信连通性，表示为：
当||x
i
‑
x
j
||
→
R时，ψ
→
∞,当x
i
→
x
j
,ψ
→
0；步骤三，建立固定时间收敛性能函数：根据微分方程其中，固定时间内的状态y
→
0和相关设置时间以为界；T0为时间上限；提出固定时间收敛算法，其性能函数表示如下：其中，ρ0＝ρ(0)>ρ
∞
,α,β＞0,对于性能函数ρ(t)，当时，则ρ(t)
→
ρ
∞
；步骤四，设计固定时间一致性控制器：为便于后续控制器设计，将第i个跟随器的新型辅助状态变量s
i
定义为：其中，和γ
i,1
＞γ
i,2
＞0为两个奇数整数；λ
i,1
＝λ
i,10
+λ
i,20
J
i
，是两个正常数，及其j维元素定义为：其中Ω
i,0
为正常数；1＜μ
i,3
＜2；0＜γ
i,3
＜γ
i,4
且γ
i,3
，γ
i,4
为两个奇整数；为了描述跟随跟踪误差的领导者的瞬态和稳态性能，对辅助状态变量s
i
的第j维元素施加以下性能约束：
‑
ρ
i
(t)＜s
ij
＜ρ
i
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，刘志坚，侯文宝，李德路，沈永跃，吴玮，张维，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：