【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制和信息，尤其涉及的是一种二阶多智能体系统预设性能编队控制方法、装置。
技术介绍
1、多智能体系统的分布式编队控制因具有广泛的应用，包括勘探、监视、监测和定位等而受到广泛关注。
2、对于多智能体系统的编队控制问题，大多数研究结果假设通信图一直是连通的，并且所有智能体的通信范围是无限的。然而，在实际应用中，这种假设通常无法满足，因为每个智能体只有有限的通信范围，如果两个智能体之间的距离大于允许的通信范围，它们之间的通信链路可能会丢失。这一事实激发了对多每个智能体都具有几何尺寸而不是质点，并且当两个智能体之间的距离非常接近时可能会发生碰撞。因此，碰撞回避问题是多智能体系统的另一个基本问题。
3、现有技术中，考虑连接性保持或碰撞约束的编队控制算法主要是集中式方法，该方法通常涉及每个智能体不可用的全局信息。此外，通过同时考虑碰撞回避和连接性问题，为各种多智能体系统提出了一些无碰撞和连接性保持的分布式算法。但是大多数关于连接性保持或碰撞回避的结果都是基于障碍函数方法的，该方法的主要问题在于由于冲突的目标而存在局部最小值，且并未对编队进行瞬态和稳态性能的约束，难以在保证连通性和规定性能的同时实现无碰撞编队运动。
4、因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种二阶多智能体系统预设性能编队控制方法、装置，旨在解决现有技术中存在局部最小值，且并未对编队进行瞬态和稳态性能的约束
2、本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术实施例提供一种二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其中，所述方法包括：
4、根据多智能体系统中各智能体对应的位置和速度建立二阶运动学模型；
5、基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的通信网络和期望队形进行建模；
6、根据所述通信网络和所述期望队形，设置所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求，其中，所述预定性能要求为对所述多智能体系统中相邻智能体的相对速度和相对位移施加的约束；
7、根据预定性能要求，采用预定性能控制方法和控制障碍函数确定多智能体系统的控制输入；
8、根据所述控制输入对所述多智能体系统中的各智能体进行控制。
9、在一种实施方法中，基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的通信网络进行建模，包括：
10、获取所述多智能体系统中各智能体对应的通信范围；
11、根据所述通信范围和所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的通信网络进行建模。
12、在一种实施方法中，基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的期望队形进行建模，包括：
13、获取所述多智能体系统中各智能体对应的期望位移；
14、根据所述期望位移和所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的期望队形进行建模。
15、在一种实施方法中，所述根据所述通信网络和所述期望队形，设置所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求，包括：
16、根据所述通信网络和所述期望队形对应的所述期望位移，确定多智能体系统对应的位移误差；
17、根据各智能体之间的相对速度和所述位移误差，确定各智能体之间的相对位移和相对速度的线性组合误差；
18、根据所述位移误差和所述线性组合误差确定所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求。
19、在一种实施方法中，根据预定性能要求，采用预定性能控制方法和控制障碍函数确定多智能体系统的控制输入，包括：
20、根据预定性能要求，采用预定性能控制方法确定标称控制输入；
21、根据所述标称控制输入，采用控制障碍函数确定多智能体系统的控制输入。
22、在一种实施方法中，所述根据所述标称控制输入，采用控制障碍函数确定多智能体系统的控制输入，包括：
23、获取碰撞距离，根据所述碰撞距离建立避障拓扑图模型；
24、基于所述避障拓扑图模型，采用控制障碍函数确定多智能体系统中各智能体避免碰撞的约束集；
25、根据所述约束集和所述标称控制输入确定所述多智能体系统对应的控制输入。
26、在一种实施方法中，所述根据所述约束集和所述标称控制输入确定所述多智能体系统对应的控制输入，包括：
27、根据所述约束集和所述标称控制输入确定所述多智能体系统中各智能体避免碰撞的优化问题；
28、采用二次规划方法求解所述优化问题，确定多智能体系统对应的控制输入。
29、第二方面，本专利技术实施例还提供一种二阶多智能体系统预设性能编队控制装置，其中，所述二阶多智能体系统预设性能编队控制装置包括：
30、运动学模型建立模块，用于根据多智能体系统中各智能体对应的位置和速度建立二阶运动学模型；
31、编队模块，用于基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的通信网络和期望队形进行建模；
32、预定性能确定模块，用于根据所述通信网络和所述期望队形，设置所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求，其中，所述预定性能要求为对所述多智能体系统中相邻智能体的相对速度和相对位移施加的约束；
33、控制输入确定模块，用于根据预定性能要求，采用预定性能控制方法和控制障碍函数确定多智能体系统的控制输入；
34、控制模块，用于根据所述控制输入对所述多智能体系统中的各智能体进行控制。
35、第三方面，本专利技术实施例还提供一种终端，其特征在于，所述终端包括有存储器和一个以上处理器；所述存储器存储有一个以上的程序；所述程序包含用于执行如上述任一所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法的指令；所述处理器用于执行所述程序。
36、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有多条指令，其中，所述指令适用于由处理器加载并执行，以实现上述任一所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法。
37、本专利技术的有益效果：本专利技术实施例通过根据多智能体系统中各智能体对应的位置和速度建立二阶运动学模型；基于二阶运动学模型对通信网络和期望队形进行建模；根据通信网络和期望队形，设置所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求；根据预定性能要求，采用预定性能控制方法和控制障碍函数确定多智能体系统的控制输入；根据控制输入对多智能体系统中的各智能体进行控制。由于本专利技术通过设置预定性能要求，并结合控制障碍函数和预定性能控制方法求解控制输入，解决了现有技术中未对编队进行瞬态和稳态性能的约束，难以在保证连通性和规定性能的同时实现无碰撞编队运动的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的通信网络进行建模，包括：
3.根据权利要求1所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的期望队形进行建模，包括：
4.根据权利要求3所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述根据所述通信网络和所述期望队形，设置所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求，包括：
5.根据权利要求1所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述根据所述预定性能要求，采用预定性能控制方法和控制障碍函数确定所述多智能体系统的控制输入，包括：
6.根据权利要求5所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述根据所述标称控制输入，采用所述控制障碍函数确定所述多智能体系统的所述控制输入，包括：
7.根据权利要求6所述的二阶多智能体系统预设性能编队
8.一种二阶多智能体系统预设性能编队控制装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种终端，其特征在于，所述终端包括有存储器和一个以上处理器；所述存储器存储有一个以上的程序；所述程序包含用于执行如权利要求1-7中任一所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法的指令；所述处理器用于执行所述程序。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有多条指令，其特征在于，所述指令适用于由处理器加载并执行，以实现上述权利要求1-7任一所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的通信网络进行建模，包括：
3.根据权利要求1所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，基于所述二阶运动学模型对所述多智能体系统对应的期望队形进行建模，包括：
4.根据权利要求3所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述根据所述通信网络和所述期望队形，设置所述多智能体系统的编队过程中的预定性能要求，包括：
5.根据权利要求1所述的二阶多智能体系统预设性能编队控制方法，其特征在于，所述根据所述预定性能要求，采用预定性能控制方法和控制障碍函数确定所述多智能体系统的控制输入，包括：
6.根据权利要求5所述的二阶多智能...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄艺，孙博文，徐湘凡，孙健，徐勇，张言军，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。