1.一种基于双领导者的多智能体仿射编队控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:获取所有智能体的初始位置信息,根据目标任务确定编队的标称队形并保证所有智能体获得自身在标称队形中的标称位置;
S2:确定两个智能体为领导者,其余智能体为跟随者,并确定系统通信拓扑结构,保证每个跟随者至少有两个邻居,并且跟随者和邻居在标称队形中的位置不在一条直线上;
S3:所有跟随者初始化仿射变换矩阵估计器
跟随者i的编队变换矩阵估计器为
其中, k1是一个大于零
的增益,s为智能体i邻居的个数;
2
引用Mat(x)运算,Mat(x)表示对d维向量x使用该运算后,得到一个d×d的矩阵;Mat(x)按如下规则运算:S4:基于仿射变换矩阵估计器 领导者根据任务要求和环境信息确定编队的仿射变换矩阵A(t)和平移向量b(t),并基于领导者控制律移动到目标位置;
领导者控制律为
其中,k2是大于零的常数;
S5:跟随者从邻居处获得邻居在标称队形中的标称位置,计算目标队形中自己和邻居的相对位置 并根据当前时刻其和邻居的实际相对位置rij更新仿射变换矩阵A(t)的估计值;
对于智能体i,rij为智能体i和邻居j的实际位置偏差, 为智能体i和邻居j在标称队形中的位置偏差,即rij=pi‑pj,
S6:跟随者基于编队控制律更新自身的位置,实现队形的控制;
对多智能体系统的所有跟随者,施以跟随者控制律,即其中, 是正向反馈增益系数,μ是一个在 内随时间变化的缩放函数,其表达式为:其中, 且h>0是一个需要在操作过程中进行选择的参数;
的表达式如下:
通过不断地重复上述信息获取、计算和更新过程,跟随者能够实时适应领导者的运动和编队队形的动态变化,确保整个编队在复杂环境下保持良好的协同性和稳定性,朝着期望的编队队形不断调整和优化。
2.根据权利要求1所述的一种基于双领导者的多智能体仿射编队控制方法,其特征在于,所述步骤S2中系统通信拓扑结构的确定方式为:多智能体系统由n个在二维平面上运动的智能体构成,智能体之间的信息传递关系用有向通信拓扑图 表示,其中节点集合为 每一个节点对应一个智能体,图中的边为ε表示,对应各智能体之间的通信或感知关系;边(i,j)∈ε表示在该系统中智能体i接收到智能体j的信息;这时候,称智能体j就是智能体i的一个邻居;点i的邻居集由 来表示。
3.根据权利要求1所述的一种基于双领导者的多智能体仿射编队控制方法,其特征在* *于,所述步骤S2中对于多智能体系统,编队的整体目标位置为p (t),其中p (t)是由各智能体在目标编队中的期望位置组成:仿射编队控制的目标位置为
其中, 是一个标称构型,即对该系统提前设定
的期望的初始编队队形, 为该系统的仿射变化矩阵,其决定系统编队的形状变化, 是关于时间t连续的平移向量。
4.根据权利要求3所述的一种基于双领导者的多智能体仿射编队控制方法,其特征在于,所述步骤S2中对于所述多智能体系统,智能体i在目标编队中的目标位置为 按如下公式计算: