[发明专利]一种切换拓扑下的多智能体容错跟踪控制方法

权利要求书

1.一种切换拓扑下的多智能体容错跟踪控制方法，其包含步骤：

在一智能体群以一个稳定状态的第一生成树编队拓扑向一个稳定状态的第二生成树编队拓扑转换的一个拓扑切换时刻，该智能体群中根结点的智能体以不考虑执行器故障的领导者控制模型运行，该智能体群中其他结点的智能体以考虑执行器故障的追随者控制模型运行，以便所述智能体群的一领导者在拓扑切换后的一个时刻具有指定的空间位置；所述第一生成树编队拓扑向第二生成树编队拓扑具有相同的根结点；

在时刻t，对于包含N个智能体{A₁,A₂,…,A_N}的智能体群，A₁为领导者，A_i为A₁的追随者，i＝2,3,…,N；

所述领导者A₁的控制模型为，

其中，为接收的A₁当前时刻t的位置向量；为接收的A₁当前时刻t的速度向量；为当前时刻t向A₁的执行器发送的速度向量；为当前时刻t向A₁的执行器发送的加速度向量；α_x和α_v分别为该智能体群固有的阻尼常数；

所述追随者A_i的控制模型为，

其中，为接收的A_i当前时刻t的位置向量；为接收的A_i当前时刻t的速度向量；为当前时刻t向A_i执行器发送的速度向量；为当前时刻t向A_i执行器发送的加速度向量；为t时刻A_i的执行器的控制输入向量；ρ_i(t)＝diag{ρ_i1(t),ρ_i2(t),…,ρ_in(t)}，对角元素ρ_ij(t)表示t时刻A_i在执行器j通道的未知失效故障，并且满足0＜ρ_ij(t)≤1，j∈[1,2,...,n]；以表示未知输出偏差。

2.根据权利要求1所述的多智能体容错跟踪控制方法，其特征在于，

在所述拓扑切换时刻，所述智能体群中以追随者控制器模型运行的智能体A_i，根据以下容错时变编队跟踪协议向执行器提供所述控制输入向量u_i(t)：

其中，B₂＝[0 1]^T，α＝[α_x α_v]，均为常数矩阵，为自适应更新增益，g_i(S_i(t))为时变编队跟踪局部误差S_i(t)的一个非线性函数，为所述多智能体系统各个智能体的控制器增益参数，P为预设的正定对称矩阵，h_i(t)为追随者i的时变编队向量，是相对于编队参考的分段连续可微偏移向量，h_iv(t)为h_i(t)中表示追随者A_i速度方向的连续可微偏移向量。

3.根据权利要求2所述的多智能体容错跟踪控制方法，其特征在于，所述追随者的时变编队跟踪局部误差S_i(t)被设计为通过下式计算：

其中，h_i(t)＝[h_ix(t),h_iv(t)]^T(i＝2,3,...,N)，h_ix(t)表示追随者A_i位置方向的连续可微偏移向量，h_iv(t)表示追随者A_i速度方向的连续可微偏移向量，ξ_i(t)是追随者A_i的编队跟踪状态向量，σ(t)为一个拓扑切换时刻t的通信拓扑切换信号，代表追随者与领导者之间的邻接矩阵，代表追随者之间的邻接矩阵。