[发明专利]具有时变时滞的异构网络化多智能体系统分组一致的方法

说明书

本发明提供具有时变时滞的异构网络化多智能体系统分组一致的方法，属于网络化多智能体系统技术领域。本发明首先建立具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的离散时间动态模型，构造状态观测器，并进行状态预测；然后设计分组一致性控制协议；再根据设计的分组一致性控制协议，得到分组状态误差方程与估计误差方程的紧凑表达形式；基于线性矩阵不等式获得状态反馈矩阵；最后将获得的状态反馈矩阵代入设计的分组一致性协议，实现具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的分组一致。本发明解决了现有具有时变时滞的异构网络化多智能体系统中，利用过时的信息实现系统一致，影响系统收敛速度的问题。本发明适用于高阶异构系统的分组一致性设计。

技术领域

本发明涉及网络化多智能体系统分组一致的方法，属于网络化多智能体系统技术领域。

背景技术

分组一致性问题是网络化多智能体系统研究的新兴问题，已在多机器人的编队、无人机的联合侦察与搜索、无线传感器等方面有着重要应用。

目前现有的分组一致设计方法，对于带时滞的多智能体系统，大多采用系统理论的分析方法，被动降低时延，利用过时的信息实现系统一致，影响系统收敛速度，具有很大的保守性。

发明内容

本发明为解决现有具有时变时滞的异构网络化多智能体系统中，利用过时的信息实现系统一致，影响系统收敛速度的问题，提供了具有时变时滞的异构网络化多智能体系统分组一致的方法。

本发明所述具有时变时滞的异构网络化多智能体系统分组一致的方法，通过以下技术方案实现：

步骤一、建立具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的离散时间动态模型；

步骤二、针对步骤一建立的所述离散时间动态模型构造状态观测器，并进行状态预测；

步骤三、根据步骤二对具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的离散时间动态模型的状态预测，设计分组一致性控制协议；

步骤四、根据步骤三设计的分组一致性控制协议，得到分组状态误差方程与估计误差方程的紧凑表达形式；

步骤五、利用状态误差方程与估计误差方程的紧凑表达形式，基于线性矩阵不等式获得状态反馈矩阵；

步骤六、将步骤五获得的状态反馈矩阵代入步骤三中的分组一致性协议，实现具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的分组一致。

作为对上述步骤的进一步阐述：

进一步的，所述步骤一具体为：

对于一个包含N+M个智能体的网络N≥2，M≥2；智能体i的状态表示为x_i，i＝1,2,…,N+M；每个智能体为网络的一个节点，每个节点的状态能够代表实际的物理量，包括姿态、位置、温度、电压；此网络化多智能体系统的拓扑结构是一个加权有向图，是顶点集，是边集，是非负加权邻接矩阵；顶点的索引集为从顶点v_i至顶点v_j的有向边记为ε_ij＝(v_i,v_j)，j＝1,2,…,N+M；对应于ε_ij的邻接矩阵元素a_ij是非零实数，顶点v_i的邻域节点集为拉普拉斯矩阵表示元素为l_ij的(N+M)×(N+M)维矩阵，其中，

所述加权有向图包含两个子图分别为与所述两个子图将网络中的智能体分为两组，将位于第一个子图中的智能体称为第一组智能体，位于第二个子图中的智能体称为第二组智能体；其中，第一个子图顶点集为第二个子图顶点集为两个子图顶点索引集分别为顶点v_i在两个子图中的领域节点集分别为两个子图的顶点状态分别为上标T表示转置；所述网络化多智能体系统的顶点状态表示为

建立具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的离散时间动态模型，其状态空间形式为：