【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多智能体系统的鲁棒簇同步，具体涉及一种动态网络的有界簇同步方法、设备及存储介质，适用于具有切换拓扑和不确定参数的线性或非线性多智能体系统。
技术介绍
1、多智能体系统是由多个自主智能体组成并通过网络进行信息交换和协作行为的复杂系统。多智能体系统在多个领域有广泛的应用，如机器人、无人机、微电网、生物网络等。多智能体系统的一个重要研究课题是簇同步问题，即如何使得多智能体系统中的不同簇之间达到一致性或者协调性，而不影响簇内的多样性或者个性。簇同步问题有利于提高多智能体系统的协作效率和鲁棒性，以及实现更复杂的群体行为和功能。
2、现有的簇同步方法主要有以下两类：一类是基于图论和代数图论的方法，通过设计合适的网络拓扑和耦合强度，使得多智能体系统达到簇同步状态；另一类是基于控制理论和优化理论的方法，通过设计合适的控制器和优化目标，使得多智能体系统达到簇同步状态。这两类方法都有各自的优点和缺点，但是都存在以下的共同问题：一是假设网络拓扑是固定的或者周期切换的，而忽略了实际应用中网络拓扑可能随机切换或者不可预测切换的情况；二是假设系统参数是已知的或者确定的，而忽略了实际应用中系统参数可能存在不确定性或者变化性的情况。这些问题会导致现有的簇同步方法在实际应用中失效或者效果不佳。
3、因此，针对具有切换拓扑和不确定参数的线性或非线性多智能体系统，如何设计一种鲁棒的簇同步方案，是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提出的一种动态网络的有界簇同步方法
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种动态网络的有界簇同步方法，通过计算机设备执行以下步骤，
4、s100、将具有有向切换拓扑的动态系统划分为若干个簇，每个簇由若干个代理组成，并为每个簇配备一个虚拟领导者，使得代理与虚拟领导者之间存在信息交换；
5、s200设计每个代理与虚拟领导者之间的耦合控制器，使得代理能够跟踪虚拟领导者的期望轨迹；通过平均方法将原始的动态系统转化为一个平均系统，使得平均系统具有相同的簇结构和耦合控制器；
6、s300、分析平均系统的稳定性和收敛性，给出一个关于时间平均拓扑的簇内耦合强度的充分条件，保证有界簇同步的实现；
7、s400、当网络拓扑切换速度足够快时，利用原始系统和平均系统之间的等价关系，将平均系统的簇同步结果推广到原始系统，实现有向切换拓扑动态系统的有界簇同步。
8、又一方面，本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
9、再一方面，本专利技术还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上方法的步骤。
10、由上述技术方案可知，本专利技术的动态网络的有界簇同步方法，该网络具有有向的切换拓扑结构。本专利技术的目的是实现一般的线性或lipschitz非线性动态系统的有界簇同步，即每个簇内的代理人都能跟踪其虚拟领导者产生的期望轨迹。本专利技术的技术方案是通过平均方法将簇同步问题转化为稳定性问题，并给出了收敛性条件。本专利技术的主要用途是在复杂网络、分布式控制、协同控制等领域提供一种有效的簇同步技术
11、本专利技术的切换拓扑条件下的簇类同步性控制方法相对现有技术具有如下优势：
12、1、本专利技术可以处理具有切换拓扑和不确定参数的线性或非线性多智能体系统，具有较强的适应性和鲁棒性；这样可以使本专利技术适用于更广泛的实际场景，例如卫星编队、无人机集群、智能电网等。
13、2、本专利技术采用分散式自适应控制器，可以实现分布式计算和通信，减少通信负载和计算复杂度；这样可以提高本专利技术的执行效率和可靠性，避免单点故障和通信延迟的影响。
14、3、本专利技术给出了一个关于切换拓扑、系统参数和控制器参数的充分条件，可以指导控制器设计和参数选择；这样可以保证本专利技术的理论正确性和实际可行性，为工程师提供一个有效的设计工具。
15、4、本专利技术采用平均方法将原始的动态系统转化为一个平均系统，使得平均系统具有相同的簇结构和耦合控制器；这样可以简化本专利技术的分析和证明过程，避免了对切换拓扑的复杂处理。
16、5、本专利技术提出了一个基于虚拟领导者的簇同步方案，可以实现不同簇之间的协调和协作；这样可以增加本专利技术的功能和应用范围，例如可以实现多任务分配、多目标跟踪等。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种动态网络的有界簇同步方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：所述动态系统包括通用的线性类型或Lipschitz非线性类型，其形式分别为
3.根据权利要求2所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：所述有向切换拓扑可以随时间变化，并在无穷远处有一个良定义的平均值；该平均值由网络拓扑的切换规律和切换频率决定，并且满足一定的连通性条件,保证每个簇内的代理能够与虚拟领导者进行有效的信息交换；
4.根据权利要求3所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：所述虚拟领导者包括固定的或者动态变化的，具体地，设Nc为第c个簇内受到虚拟领导者影响的代理数，为第c个簇内总的代理数，则有
5.根据权利要求1-4任意一项所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：所述耦合控制器包括线性或非线性的,并且包含自适应或学习机制；
6.根据权利要求5所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序
...【技术特征摘要】
1.一种动态网络的有界簇同步方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：所述动态系统包括通用的线性类型或lipschitz非线性类型，其形式分别为
3.根据权利要求2所述的动态网络的有界簇同步方法，其特征在于：所述有向切换拓扑可以随时间变化，并在无穷远处有一个良定义的平均值；该平均值由网络拓扑的切换规律和切换频率决定，并且满足一定的连通性条件,保证每个簇内的代理能够与虚拟领导者进行有效的信息交换；
4.根据权利要求3所述的动态网络的有界簇同步方...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜库，任瀚宇，刘璇，王万鑫，黄大荣，任璐，那雨虹，周云虎，利志明，
申请(专利权)人：安徽大学，
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。