一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法。本发明专利技术设计观测器对系统中的匹配扰动和不匹配扰动进行直接估计，然后根据观测器估计值构造多智能体系统固定时间包容控制律，利用双极限齐次定理和Lyapunov稳定性理论得到固定时间包容控制充分条件。本发明专利技术的二阶多智能体系统的跟随者在任意初始条件下都能够快速进入领导者形成的凸包内。并且，在通讯拓扑存在故障的情形时，本发明专利技术所述的控制算法也能够实现多智能体系统的包容控制。本发明专利技术所述方法收敛速度更快，能够直接估计干扰，设计更加合理，解决了现有技术中收敛速度慢、对不匹配干扰鲁棒性不强的问题。对不匹配干扰鲁棒性不强的问题。对不匹配干扰鲁棒性不强的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法及应用


[0001]本专利技术涉及多智能体系统控制
，更具体地，涉及一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法及应用。

技术介绍

[0002]包容控制是多智能体系统一致性问题在多领导者情况下的拓展，其控制目标是让多跟随者在控制协议作用下最终收敛到多领导者围成的区域内，包容控制目前被广泛应用于无人机合围、导弹追踪等领域。
[0003]目前相关研究的关注点是多智能体系统的渐进包容控制，即假设收敛时间没有上限的前提下跟随者收敛至领导者形成的凸包内。在CN202210777662.4一种非线性偏差分多智能体系统的迭代学习包容控制方法公开通过由偏差分方程来构建该多智能体系统的动态模型，将智能体划分为领航者和跟随者两类，并根据系统的通讯拓扑结构确定对于每个跟随者至少存在一条由某个领航者出发且连接它的通路。给定所有智能体的初边值、外部状态扰动、非线性条件以及包容控制目标的定义。为跟随者智能体构造具有初态学习的D型迭代学习方法将它们收敛到由领导者形成的凸包中，并在有限时间内实现对系统的包容控制。该专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.建立通用二阶多智能体动力学模型为：S1.建立通用二阶多智能体动力学模型为：其中，x
i
是第i个跟随者的位置，v
i
是第i个跟随者的速度，x
j
是第j个领导者的位置，v
j
是第j个领导者的速度i＝1,2,
…
,n，j＝n+1,n+2,
…
,n+m，n为跟随者的个数，m为领导者个数，d
i1
和d
i2
分别指不匹配干扰和匹配干扰，t为时间；S2.构建观测器对系统中的扰动进行直接估计，所述观测器为：其中，和分别指代第i个跟随者的位置和速度的观测值，和分别是匹配干扰和非匹配干扰的观测值，z
i1
,z
i2
为中间变量。参数定义为σ∈(1
‑
ζ,1)，ζ是一个大于零但比较小的常数，σ1＝σ，σ2＝2σ
‑
1，σ3＝3σ
‑
2；ε∈(1,1+ζ)，ε1＝ε，ε2＝2ε
‑
1，ε3＝3ε
‑
2；η>0，λ
i
为大于零的常数；S3.根据S2中观测器的估计值设计多智能体系统固定时间包容控制律，所述固定时间包容控制律为：其中，k
i
>0,i＝1,
…
,4，α1∈(0,1)，∈(0,1)，和分别代表第i个跟随者与领航者之间的位移和速度跟踪误差；S4.利用Lyapunov稳定性定理和双极限齐次定理求解固定时间包容控制充分条件为：多智能体系统中至少包含一条有向生成树；领导者之间独立通信，从领导者到跟随者是单项通讯，跟随者之间双向通讯，智能体共享相邻节点的状态信息和干扰估计信息。2.根据权利要求1所述一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法，其特征在于，S2中所述的观测器的误差表达式为：
其中，3.根据权利要求1所述一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法，其特征在于，S3中多智能体系统固定时间包容控制的过程中，其跟随者与领航者的跟踪误差为：其中，和分别代表第i个跟随者与领航者之间的位移和速度跟踪误差。4.根据权利要求3所述一种通用二阶多智能体系统固定时间包容控制方法，其特征在于，跟踪误差的矩阵形式为：于，跟踪误差的矩阵形式为：其中，跟随者的位置跟踪误差为速度跟踪误差为L
f
、L
d
为多智能体系统Laplacian矩阵的分块矩阵。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：程翔，刘鸣春，张昌凡，汤梦姣，吴家仪，
申请(专利权)人：湖南铁道职业技术学院，
类型：发明
国别省市：