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专利号: 202111331878X
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分布式动态事件触发多智能体系统的一致性控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:利用图论理论,对多智能体系统的信息连接关系进行表示,得到多智能体系统的通讯网络拓扑,并基于拓扑图得到邻接矩阵和拉普拉斯矩阵;

步骤2:设计基于多智能体系统状态的组合测量函数,并基于组合测量函数设计事件触发测量误差和基于事件触发机制的分布式多智能体系统一致性控制器;

步骤3:基于参量Lyapunov方程设计分布式动态事件触发条件;

步骤4:根据步骤3中设计的分布式动态事件触发条件,计算得到每个智能体的触发时间间隔的表达式;

步骤5:通过步骤2得到多智能体系统一致性控制器和步骤4得到的分布式动态事件触发条件,完成多智能体系统一致性控制。

2.如权利要求1所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,所述多智能体系统为由N个具有相同线性动态模型的智能体组成。

3.如权利要求2所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,N≥2。

4.如权利要求1所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,在步骤1中定义多智能体系统的通讯网络拓扑为一个无向连通图,其中ν={1,...,N}为顶点集, 为边集,N为多智能体系统中智能体的个数;

无向图的邻接矩阵为Λ,Λ=(aij)N×N,由0和1组成,如果智能体i和智能体j可以通讯,则aij=1,否则aij=0;

拉普拉斯矩阵L为L=D‑Λ,其中D为度矩阵,是一个对角阵,顶点νi的度表示和该顶点相关联的边的数量。

5.如权利要求4所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,对于无向连通图,拉普拉斯矩阵L的特征值为0=λ1<λ2≤...≤λN。

6.如权利要求2所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,步骤2的具体过程为:

第i个智能体的系统模型可以表示为,其中,xi(t)为系统的状态变量, 表示对状态变量xi(t)求导,ui(t)为系统的控制输入,矩阵A为系统矩阵,矩阵B为控制矩阵,t为时间;

基于多智能体系统状态变量xi(t)设计组合测量函数qi(t),具体为,其中,若第i个智能体与第j个智能体可以通讯,则aij=1;否则aij=0;

然后定义基于组合测量函数的事件触发测量误差ei(t),其中,表示智能体i在第k个事件触发时刻被触发;

设计基于事件触发的分布式多智能体一致性控制器ui(t)为,其中,K为反馈增益。

7.如权利要求6所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,步骤3中基于参量Lyapunov方程设计分布式动态事件触发条件的具体过程为:已知存在如下黎卡提方程为,T ‑1 T

AP+PA‑θ PBBP=‑γP    (5)‑1

P为正定对称矩阵,满足P=P(γ)=W (γ),参数γ满足 参数θ‑1

满足0<θ ≤2λ2;

参量Lyapunov方程为,T

其中,定义控制器(4)中的反馈增益为K=‑BP;

T T T

tr(BP(γ)B)表示矩阵BP(γ)B的迹;A P(γ)A≤μ(P)γ,ε(γ)=2tr(A)+nγ,

定义一个恒为正的内部动态变量ζi(t),使其满足如下公式,其中,αi和βi为正的设计参数,上角标T表示转置;

则分布式动态事件触发条件为,其中,

8.如权利要求7所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,步骤4中根据步骤3中设计的分布式动态事件触发条件,计算得到每个智能体的触发时间间隔的表达式的具体过程为:

根据步骤3中设计的动态事件触发条件得到事件触发时间间隔函数 为该函数的取值范围为

基于事件触发时间间隔函数 可得触发时间间隔 具体公式为,其中, 为中间量,且

9.如权利要求8所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,当γ增大时,增大,触发时间间隔 减小;当γ减小时, 减小,触发时间间隔 增大。

10.如权利要求1‑9任一权利要求所述的多智能体系统一致性控制方法,其特征在于,所述一致性控制方法适用于多航天器、多船舶或多车辆多智能体系统。