【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及考虑受限比特率的线性多智能体系统实现跟踪有界的方法。
技术介绍
1、网络化多智能体系统是由多个智能体通过网络相互连接和协同工作的系统。有界跟踪控制问题，主要是研究在某些约束条件下，如何通过协议的设计及相关参数的选取，估计或计算出目标与跟随者之间的跟踪误差，实现跟随者与领导者之间的跟踪误差调节，使其保持在一定范围内。
2、关于领导跟随多智能体系统，对网络带宽的固有限制在很大程度上被忽视。因此，引入比特率的约束条件，提出一种改进的编解码策略，设计分布式控制协议，实现考虑受限比特率的线性离散时间网络化多智能体系统的跟踪有界控制具有重要的理论意义和应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术将研究考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，通过设计状态反馈控制协议解决比特率受约束的问题。
2、本专利技术研究考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，该方法通过如下方案进行实现：
3、步骤一：建立线性离散时间网络化多智能体系统领导者和跟随者的数学模型；
4、步骤二：将带宽分配协议所规定的比特率条件引入到线性离散多智能体系统中，刻画通信网络中的带宽限制，建立相应的比特率约束模型；
5、步骤三：根据步骤二建立的比特率约束模型，提出一种改进的编解码策略，使每个节点都能通过节点标签解码来自不同节点的编码信息；
6、步骤四：根据步骤三获得的解码信息，设计分布式控制协议；
7、步骤五：根据步骤四提出的分
8、步骤六：将步骤五获得的反馈增益矩阵k代入到步骤四的分布式控制协议中，实现考虑受限比特率的线性离散时间网络化多智能体系统的跟踪有界。
9、对上述步骤进一步说明：
10、进一步的，所述步骤一具体过程为：
11、考虑一个由n+1智能体组成的线性离散时间网络化多智能体系统，每个智能体分别用0，1，…，n进行编号，其中第0个智能体为领导者，其余n个均为跟随者，各个智能体通过网络进行通信，跟随者之间的通信拓扑结构用表示，其中，表示非空的节点集合，表示有序节点的边集合；在图中，边(vi，vj)表示节点vj能够从节点vi获得信息，vi称为父节点，vj称为子节点，vi是节点vj的一个相邻节点，定义节点vi的所有相邻节点构成的集合为图的邻接矩阵定义为如果(vj，vi)∈ε，aij是一个正值，否则aij＝0；图的拉普拉斯矩阵可以定义为如果领导者的信息能够直接被第i个跟随者获得，则αi＞0，i＝1，2，…n，否则，αi＝0；α＝diag{α1，α2，…，αn}，表示所有n阶实方阵构成的集合；
12、领导者的动力学模型描述如下：
13、x0(k+1)＝ax0(k) (1)
14、y0(k)＝cx0(k)
15、其中，分别代表领导者的状态和测量输出；为系统矩阵，为输出矩阵；
16、跟随者的动力学模型描述如下：
17、xi(k+1)＝axi(k)+bui(k) (2)
18、yi(k)＝cxi(k)
19、其中，分别代表第i个跟随者的状态、控制输入和测量输出；a，b，c均为具有适当维数的已知常数矩阵。
20、进一步的，步骤二中所述的比特率约束模型的具体过程如下：
21、对信息xi(k)进行发送前的编码和接收后的译码；在受限的比特率下，通过通信网络进一步传输编码的信息；在实际的通信网络中，由于底层硬件和网络环境资源的约束，整个网络的总比特率是有限的，每个节点所分配的比特率是总比特率的一小部分；
22、比特率约束模型描述如下：
23、
24、其中，表示该网络可用的总比特率，表示节点i所分配的比特率；表示正整数集合。
25、进一步的，所述的步骤三的具体过程为：
26、·具有受限比特率ri的节点i的编码过程：
27、节点标签i和信息xi(k)在每个编码时刻k被分别编码为头码βi1和数据码βi2；分配用于编码头码βi1的比特数被定义为：
28、
29、其中，n+1是多智能体系统中的节点数，是大于或等于log2n+1的最小整数；这些比特数通过二进制确定整数也是码字的第一个元素；当智能体的个数确定后，头码βi1所分配的比特数ri，p保持不变；即
30、
31、考虑式(4)和式(5)，数据码βi2的比特数被定义为：
32、ri，d＝ri-rp，i＝0，1，…，n (6)
33、对于节点i，给定缩放参数b＞0，量化区域被确定为：
34、
35、为了保证编码方式的唯一性，选择一个整数超矩形陂分为个子超矩形其中，是小于或等于的最大整数，是向量xi的第z个元素；
36、
37、超矩形的中心定义为：
38、
39、其中，为节点i的数据码的第z个元素，z＝1，2，…，nx；因此，对于任何存在一组整数使满足下列不等式：
40、
41、由ri比特编码生成的这组整数是数据码
42、对于节点i和编码后的编码器可以生成以下码字：
43、·具有受限比特率ri的节点i的解码过程
44、对于来自邻居节点j的码字通过以下过程提取节点标签ns：
45、
46、确定节点标签ns后，通过使用节点i中存储的相应代码字母表来解码数据码，解码器的对应码字的输出定义为：
47、
48、其为超矩形的中心，其中，
49、
50、进一步的，根据步骤四所述的具体过程，基于编解码策略，智能体节点i能够在时刻k从其相邻节点接收具有以下形式的信息：
51、
52、其中，
53、令为节点i的解码误差；
54、根据式(8)，可得解码误差满足：
55、
56、设计分布式控制协议为：
57、
58、其中，k是具有适当维数待设计的反馈增益矩阵，aij是邻接矩阵中第i行第j列元素，ei(k)＝xi(k)-x0(k)为跟随者与领导者之间的状态误差。
59、进一步的，根据步骤五所述的具体过程，在k+1时刻跟随者i与领导者之间的状态误差为：
60、
61、状态误差系统为：
62、
63、其中，
64、构造类李雅普诺夫函数：
65、
66、经计算，得v(k)的增量δv(k)为
67、
68、其中，ε1，ε本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤一为：
3.根据权利要求2所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤二为：
4.根据权利要求3所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤三为：
5.根据权利要求4所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤四为：
6.根据权利要求5所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，其特征在于，所述的步骤五为：
7.根据权利要求6所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤六为：
【技术特征摘要】
1.一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤一为：
3.根据权利要求2所述的一种考虑受限比特率的多智能体系统实现跟踪有界的方法，所述的步骤二为：
4.根据权利要求3所述的一种考虑受限比特率的多智能体系...
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