[发明专利]一种多智能体集群分组时变编队跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种多智能体集群分组时变编队跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据多智能体集群系统个体动态特性及通信关系，得出描述运动特性的状态空间形式的个体数学模型及描述通信关系的有向拓扑图；所述多智能体集群系统包括：领导者和跟随者；

基于所述个体数学模型及通信关系，确定期望时变编队的向量，得到时变编队跟踪误差，具体采用以下公式：

其中，为张量积运算符，表示表示跟随者之间的影响，I_n表示阶数为n的单位矩阵，x(t)表示所有跟随者的状态变量按个体顺序排列构成的向量，h(t)表示时变编队参考向量x₀(t)表示所有领导者的状态变量按个体顺序排列构成的向量，表示领导者对跟随者的影响；

对所述时变编队跟踪误差进行转换，具体采用以下公式：

其中，x_i(t)表示单个编队领导者的状态变量，h_i(t)表示单个编队领导者的时变编队向量，表示单个跟踪领导者的状态变量；

基于转换后的时变编队跟踪误差确定带拓扑切换的分组时变编队跟踪的控制器，具体采用以下公式：

u_i(t)＝v_i(t)+Kξ_i(t)-ηf(ξ_i(t))

其中：f(·)为待设计的非线性函数；

其中，v_i(t)的求解公式如下：

K的求解公式如下：

PA+A^TP-PBB^TP+βP＜0，

其中，v_i(t)为由编队参考决定的时变编队补偿输入，P为正定矩阵，L_σ(t)表示有向图；

η的求解公式如下：

η≥γ，其中，γ表示领导者的未知输入上界；

基于所述带拓扑切换的分组时变编队跟踪的控制器对系统实现分组编队跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的多智能体集群分组时变编队跟踪控制方法，其特征在于，所述根据多智能体集群系统个体动态特性及通信关系，得出描述运动特性的状态空间形式的个体数学模型及描述通信关系的有向拓扑图具体采用以下公式：

其中，表示跟随者动态特性状态空间模型，x_i(t)∈Rⁿ，u_i(t)∈R^m为第i个智能体的控制输入，N表示跟随者的个数；

其中，表示跟随领导者的状态空间模型；x_0i(t)∈Rⁿ，r_i(t)∈R^m为第i个领导者的未知控制输入满足Q表示领导者的个数；

其中，代表跟随者之间的影响，代表领导者对跟随者的影响，