【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多智能体系统的协调控制，具体为一种新型时变增益的多智能体协同控制方法。
技术介绍
1、多智能体系统的研究最早起源于生物领域的群体行为，将一致性稳定作为研究多智能体系统中蜂群和集群行为的基础。通过设计多智能体的局部控制策略，可以实现避障、编队队形改变以及目标检测等编队控制效果。相对于非线性系统，多智能体系统更适用于解决实际问题。然而，在工业自动化和智能制造技术中，存在状态不可知和内部耦合等干扰因素。针对状态未知，目前常用观测器进行估计。观测器的类型、功能以及与其他算法的结合方法也变得多样化。例如，针对异构多智能体系统的变增益扰动观测器可以快速估计外部干扰并保证系统的响应速率；高增益观测器通过设计时变增益可以实现系统稳定性的调节与控制；降维观测器则针对其结构与维度进行了进一步优化。
2、近些年，多领域的系统协调控制成为热点研究领域，涵盖了各群体之间的交互通信、协调合作和冲突解决等方面。多智能体系统的广泛应用领域包括多飞行模拟器系统、医疗保健领域、自治代理和多代理系统等。
3、在多智能体系统的协调控制方案中，由于其材料特性，产生的磁滞现象对系统的控制稳定性有着重要的影响。当磁滞模型作为输入信号时，会导致系统的输入-输出映射不再是线性的，而是非线性的。此外，磁滞效应还引入了记忆效应，即系统的输出不仅取决于当前的输入，还取决于过去的输入历史。这种记忆效应会导致系统的稳定性分析和控制设计变得更加复杂。
4、因此，针对磁滞输入对多智能体系统稳定性的影响，需要深入探索系统的动态特性、非线性行为和
5、为此，我们设计一种新型时变增益的多智能体协同控制方法。即采用加性模型的pi磁滞作为输入，基于具有补偿功能的命令滤波器，构造了具有增益补偿项的时变增益，本专利技术在实现对系统全局一致稳定性控制的同时，也对高增益观测器的输入进行降噪处理。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型时变增益的多智能体协同控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型时变增益的多智能体协同控制方法，包括如下步骤：
3、s1：设计新型观测器：
4、
5、其中，i＝[1 … n]，qi＝[q1 … qn]t∈ri；li为动态增益，同步定义初始值l(0)＝1，qi为正设计参数；其余的相关参数都有对应的取值，如其中，λi表示增益调节系数，l0表示基准增益，yi表示系统的观测误差，ζ(yi)表示某个正项光滑的函数，ψ表示某个常数；表示系统中的某个参考变量，θi，0表示基准参考方向，此两项一起作为在动态增益中的补偿项；
6、系统的估计表达式为式子(15)：
7、
8、令继而可以得到hi是一项已知项，得到误差表达式
9、
10、为便于李雅普诺夫方程的证明，对(16)中的误差表达式进行增益变换，换成在分析过程中需要用到的标准形式：
11、
12、设置李雅普诺夫方程为p为已知正定矩阵，通过引理1-2，可以得到下列的表达式(18)：
13、
14、定义||li-δli-1||2＝||q||2，设置bi具有上限，可得||bi||2≤θ。
15、s2：设计控制器。
16、优选的，所述设计控制器具体为在这一部分中，采用反演控制算法对控制器进行设计，在各子系统之间建立辅助控制器来减小误差，下面将通过4步法来进行逐次说明：
17、第一步：定义跟踪误差为e1j＝y1-yr结合公式(15)与(17)对其进行求导，可以得到：
18、
19、进行如下式(21)的定义：
20、
21、为便于表示，其中的耦合参数将(yi)省略，根据设置的参数的未知性，可得θi也是未知一项未知参数，将式子(15)(21)代入式子(20)中可以得到式(22)：
22、
23、令参数由于未知参数的传递性，p为未知参数；同理θ＝max{||θi||2，||σi||2}也是未知参数；γθ与γx均为正设计参数；参数表示对未知参数θ的估计值；参数表示对未知参数p的估计值，同时设计i＝1状态下的李雅普诺夫方程为：
24、
25、根据式(24)
26、εsij＝eij+αi-1 (24)
27、设置辅助控制器为
28、
29、其中c1j为已知的正常数，同时利用young不等式做如式(26)的处理：
30、
31、其中的参数ρ是正设计参数。将式子(24)-(26)代入i＝1状态下的李雅普诺夫方程中可以得到下式(27)：
32、
33、参数ξ1将在后文中进行定义。
34、第二步：根据公式(23)，定义i＝2条件下的李雅普诺夫函数，并对其求导，得到式(28)
35、
36、对辅助控制器进行求导，可得如下表达式(29)与(30)：
37、
38、
39、将上述式子代入公式(28)中，并且再次利用young不等式得到式(31)，并设计式(32)的辅助控制器：
40、
41、
42、其中定义为正设计参数，并对其他参数定义为下列表达：
43、
44、第三步：分析参数i∈[3，z-1]范围内的辅助控制器设计，采用上述同样的反演计算思路，可以得到下列式子(34)，同时定义(35)的表达式；代入李雅普诺夫方程得到(36)：
45、
46、
47、
48、是用来表示去除正数项后的观测器表达式。
49、第四步：i的取值范围在，这一分析步骤增加了hi，j(yi)函数与输入环节，故进行如下(37)的控制律设计：
50、
51、设置两项参数的估计值取值设为：
52、
53、
54、将式子(38)代入方程中，可以得到李雅普诺夫方程的最终表达式：
55、
56、本专利技术至少具备以下有益效果：
57、本专利技术构建了一种新型的带有补偿信号的动态增益，通过调节增益信号中补偿参数和补偿方向来实现系统的全局一致稳定性的控制，这是对磁滞信号处理过程中的首次尝试。使用独立的观测器与控制律结合起来进行设计，降低了整体的计算量，优化了设计结构。利用增益进行稳定性控制的同时，也针对高增益观测器中固有的输入抖动与上限约束问题进行了优化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型时变增益的多智能体协同控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新型时变增益的多智能体协同控制方法，其特征在于：所述设计控制器具体为在这一部分中，采用反演控制算法对控制器进行设计，在各子系统之间建立辅助控制器来减小误差，下面将通过4步法来进行逐次说明:
【技术特征摘要】
1.一种新型时变增益的多智能体协同控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种新型时变增益的多智能体协同控制方法，其...
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