【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多智能体协同控制领域，具体涉及一种多智能体系统有限时间协同控制方法。
技术介绍
1、自然界中大量个体聚集时往往能够形成协调、有序，甚至令人感到震撼的运动场景，比如天空中集体翱翔的庞大的鸟群、海洋中成群游动的鱼群，陆地上合作捕猎的狼群。这些群体现象所表现出的分布、协调、自组织、稳定、智能涌现等特点，引起了生物学家的研究兴趣。而后为了满足工程需要，美国麻省理工学院的minsky提出了智能体(agent)的概念，并且把生物界个体社会行为的概念引入到计算机学科领域。这时，生物学和计算机科学领域发生了交叉。所谓的智能体可以是相应的软件程序，也可以是实物例如人、车辆、机器人、人造卫星。
2、近些年来，由于生物学、计算机科学、人工智能、控制科学、社会学等多个学科交叉和渗透发展，多智能体系统(multi-agent system，mas)越来越受到众多学者的广泛关注，已成为当前控制学科以及人工智能领域的研究热点。其中，一致性问题作为研究多智能体系统的核心问题，目前已经提出了有限时间控制、滑模控制、脉冲控制、事件触发控制等各种控制方法进行解决。然而，上述这些控制方法要求控制输入是连续的，并且在网络控制中，节点间的信息交互也需要实时通信。因此，急需一种既能够节省系统资源，又能够提高系统收敛速度的控制方法。
3、脉冲控制作为一类结构相对简单的不连续控制方法，已成功应用于许多学科。近年来，为了以更快的速度实现mass的状态一致，已实现采用状态脉冲策略求解mass的状态一致问题。许多学者通过脉冲控制方案得到了mass
4、基于上述讨论，考虑到连续控制增加通信负担以及考虑到实际需求需在有限时间内实现一致性，针对多智能体的有限时间一致性问题，本文旨在设计一种事件触发脉冲控制策略，来实现二阶多智能体系统的有限时间一致性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种多智能体系统有限时间协同控制方法，该方法包括：
2、s1.将二阶连续系统中各个智能体作为通信节点构建通信拓扑；
3、s2.根据代数图论构建二阶连续系统中各个智能体的动力学模型并进行初始化；
4、s3.设置非连续的事件触发脉冲控制协议；
5、s4.所有智能体通过通信拓扑相互通讯，且各个智能体在通讯过程中不断获取自己及邻居智能体的状态信息；
6、s5.在脉冲时刻采用非连续的事件触发脉冲控制协议对所有智能体的状态信息和速度信息进行更新；在非脉冲时刻根据动力学模型对所有智能体的状态信息和速度信息进行更新。
7、s6.根据上述提出的事件触发脉冲控制策略，多智能体系统最终能够在有限时间内达到一致性。
8、进一步的，步骤s1构建通信拓扑包括：构建无向图其中表示无向图的节点集，n为节点总数；是无向图的边集，是无向图g的邻接矩阵，aij表示通信节点i到通信节点j的边权值，若通信节点i与通信节点j间无连接边，则aij＝0；根据无向图g确定度矩阵和拉普拉斯矩阵其中di表示度矩阵中第i行第i列的元素值，
9、进一步的，步骤s2根据代数图论构建的二阶连续系统动力学模型表示为：
10、
11、其中，xi(t)表示智能体i在时刻t的状态变量，vi(t)表示智能体i在时刻t的速度变量，ui(t)表示智能体i在时刻t的控制输入。
12、进一步的，非连续的事件触发脉冲控制协议表示为：
13、
14、
15、其中，ui(t)表示智能体i在时刻t的控制输入，qi(t)表示智能体i在时刻t联合状态值，γ1、γ2表示脉冲增益，δ(t-tki)表示狄拉克函数，aij表示通信节点i到通信节点j的边权值，i,j＝1,2,…,n，n表示二阶连续系统中智能体总数，ni表示智能体i的邻居智能体集合，xi(t)表示智能体i在时刻t的状态变量，xj(t)表示智能体i的邻居智能体j在时刻t的状态变量；tki为智能体i在时刻t的第k个脉冲时刻。
16、进一步的，步骤s5中，采用非连续的事件触发脉冲控制协议对各个智能体的状态信息进行更新的过程包括：在脉冲时刻，判断智能体的触发函数值是否大于0，若是，则根据非连续的事件触发脉冲控制协议计算该智能体的控制输入，根据控制输入更新该智能体的状态信息；否则，保持智能体状态信息。
17、进一步的，触发函数值的计算公式为：
18、fi(t)＝|qi(t)|-|zi(t)|,
19、zi(t)＝γ1qiα(t)+qi(t)+γ2vi(t)
20、其中，fi(t)表示智能体i在时刻t的触发函数，qi(t)表示智能体i在时刻t的联合状态值，zi(t)表示智能体i在时刻t的中间参数，vi(t)表示智能体i在时刻t的速度，γ1、γ2表示脉冲增益，α表示误差系数。
21、进一步的，步骤s5中，在非脉冲时刻根据动力学模型对各个智能体的状态信息进行更新的过程包括：在非脉冲时刻，根据动力学模型获取各智能体上一时刻的状态信息，各智能体根据上一时刻自己及其邻居智能体的状态信息更新自己当前状态信息。
22、本专利技术的有益效果：
23、本专利技术提出了一种非连续的事件触发脉冲控制协议，用于实现二阶多智能体系统的有限时间一致性协同演化。所提出的事件触发条件确定了有限时间控制和脉冲时刻的更新时间，还能够有效降低事件触发次数以及减少系统通信负担。通过引入有限时间控制，我们还可以得出系统收敛的时间界限，避免了系统需要较长时间才能够实现一致性，从而不能满足实际系统的应用需求。并且在现实生活中，二阶动力学模型多应用于描述位置和速度信息，例如扭矩马达和气体喷射器，均需要通过加速度来本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，步骤S1构建通信拓扑包括：构建无向图其中表示无向图的节点集，N为节点总数；是无向图的边集，是无向图G的邻接矩阵，aij表示通信节点i到通信节点j的边权值，若通信节点i与通信节点j间无连接边，则aij＝0；根据无向图G确定度矩阵和拉普拉斯矩阵其中di表示度矩阵中第i行第i列的元素值。
3.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，步骤S2根据代数图论构建的动力学模型表示为：
4.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，非连续的事件触发脉冲控制协议表示为：
5.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，步骤S5中，采用非连续的事件触发脉冲控制协议对各个智能体的状态信息进行更新，过程包括：在脉冲时刻，判断智能体的触发函数值是否大于0，若是，则根据非连续的事件触发脉冲控制协议计算该智能体的控制输入，根据控制输入更新
6.根据权利要求5所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，触发函数值的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，步骤S5中，在非脉冲时刻根据动力学模型对各个智能体的状态信息进行更新的过程包括：在非脉冲时刻，根据动力学模型获取各智能体上一时刻的状态信息，各智能体根据上一时刻自己及其邻居智能体的状态信息更新自己当前状态信息。
...【技术特征摘要】
1.一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，步骤s1构建通信拓扑包括：构建无向图其中表示无向图的节点集，n为节点总数；是无向图的边集，是无向图g的邻接矩阵，aij表示通信节点i到通信节点j的边权值，若通信节点i与通信节点j间无连接边，则aij＝0；根据无向图g确定度矩阵和拉普拉斯矩阵其中di表示度矩阵中第i行第i列的元素值。
3.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，步骤s2根据代数图论构建的动力学模型表示为：
4.根据权利要求1所述的一种多智能体系统有限时间协同控制方法，其特征在于，非连续的事件触发脉冲控制协议表示为：
5.根据权利要求1...
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