利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024105733074
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种异构多智能体系统的分布式二分编队控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构建异构多智能体系统模型,异构多智能体系统包括N个动力学与状态空间维数不同的智能体,将该异构多智能体系统模型视为非线性系统的线性化模型;

所述步骤1中,异构多智能体系统的动力学方程为:其中, 是第i个智能体的状态,k是离散时间变量, 和 分别是第i个智能体的控制输入和控制输出, 和 是具有相容维度的系数矩阵;

步骤2:预定义一组时变编队向量;

所述步骤2中,预定义的时变编队向量f(k)为:T T T

f(k)=[f1(k),f2(k),…,fN(k)];(2)其中,fi(k)为第i个智能体的时变编队函数,步骤3:建立编队输出误差表达式;

所述步骤3中,建立的编队输出误差表达式为:其中,ei(k)为第i个智能体的编队控制误差,di∈{±1}表示智能体之间为合作或竞争的关系,若为合作关系,则di=1,若为竞争关系,则di=‑1,dj表示第j个智能体与第1个智能体之间为合作或竞争的关系;yj(k)为第j个智能体的控制输出,fj(k)为第j个智能体的时变编队函数,j=1,2,…,N,i≠j;

步骤4:根据量测值提出状态估计器,对各智能体的状态信息进行估计;

所述步骤4中,根据量测值所提出的状态估计器为:其中, 是第i个智能体状态的估计,Gi是待设计的控制参数;

步骤5:基于状态估计器和内部参考发生器设计分布式动态输出反馈控制器;

所述步骤5中,设计的分布式动态输出反馈控制器如下:其中,ε>0是耦合增益, 分别是待设计的反馈增益矩阵和前馈增益矩阵, 满足矩阵E的谱半径ρ(E)≤1,使得调节方程 存在唯一的解对(Xi,Ui),其中 是内部参考模型状态, 满足fi(k)=Rγi(k),以完成f(k)指定的编队队形, 是编队补偿输入,aij为边的权重;

步骤6:选择耦合增益ε的范围以确保误差参考系统的稳定性;

所述步骤6中,选择耦合增益ε的范围为:其中,Hs=DHD,矩阵D=diag(d1,d2,...,dN)满足DD=IN,IN表示维数为N×N的单位矩阵,H是Laplacian矩阵;λmax(Hs)是Hs的最大特征值,Re(λmax(Hs))是Hs最大特征值的实部;

步骤7:得到能够完成期望编队的充分可解性条件;

所述步骤7中,能够完成期望编队的充分可解性条件为:Xi(Eγi(k)‑γi(k+1))=‑Biri(k);(19)对于i=1,2,…,N,编队输出误差为零,即: