[发明专利]一种多智能体全局一致性控制方法及系统

权利要求书

1.一种多智能体全局一致性控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

确定多智能体中的参考体，并根据非线性非连续动力学函数获取各智能体状态信息的动力学方程及参考体状态信息的动力学方程；

根据各智能体相对参考体的误差得出受控的误差多智能体系统；

选择行和为零的控制配置矩阵，设计饱和分布式自适应负反馈控制器：

......（4）

其中，是控制配置矩阵，满足行和为零，即，表示一个正的常数，表示符号函数，表示时变控制增益，控制向量；

并使控制器的时变控制增益满足自适应更新定律：

......（6）

其中，；

利用高斯误差函数和微分中值定理模拟饱和效应；

存在假设1：除了在可数点集，非线性非连续动力学函数是连续可微的，并且点不属于第二类间断点，在R的紧凑区间，函数只有有限个跳跃间断点；

和假设2：当满足假设1，记函数的Filippov集值映射为：，并且，那么对于任意向量，存在两个正的常数Q和M，使得

......（13）

成立，其中，，

并且，其中、分别表示函数在点处的左导数与右导数；

在饱和分布式自适应负反馈控制器和自适应更新定律作用下，基于Filippov微分包含和测度选择原理以及Lyapunov稳定性定理，结合假设1和假设2，得出多智能体系统达到全局一致的充分条件为存在正的常数M，p，ρ，β满足如下不等式组：

......（14）

其中，分别表示矩阵的最小和最大特征值，控制增益矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种多智能体全局一致性控制方法，其特征在于，各智能体的动力学方程为：

......（1），

其中，表示第i个智能体的状态变量，是一个非线性非连续的向量值函数；

参考体的动力学方程为：

......（2），

其中，，为孤立的参考体，为的个状态分量。

3.根据权利要求1所述的一种多智能体全局一致性控制方法，其特征在于，非线性非连续动力学函数选择为，得出Q=0.1，M=0.6，其中为非连续动力学函数的自变量。

4.根据权利要求1所述的一种多智能体全局一致性控制方法，其特征在于，若第i个智能体与第j个智能体（i≠j）之间有信息传递，则，否则，表示饱和函数，定义如下：

......（5）

其中，是自定义控制器阈值。

5.根据权利要求1所述的一种多智能体全局一致性控制方法，其特征在于，应用高斯误差函数和微分中值定理模拟饱和效应得到：

......（12）

其中，是有界的，，表示对角矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种多智能体全局一致性控制方法，其特征在于，在得到多智能体系统达到全局一致的充分条件后，通过搭建模型，得出仿真结果验证条件。

7.一种多智能体全局一致性控制系统，其特征在于：包括：

获取模块，用于根据权利要求1所述的控制方法获取各个智能体的状态信息和参考体的状态信息；

建模模块，用于建立误差模型；

饱和分布式自适应负反馈控制器，用于使得各个智能体的状态随时间趋于同步；

模拟模块，用于模拟饱和效应；

目标函数确定模块，用于基于Filippov微分包含和测度选择原理以及Lyapunov稳定性定理得到控制策略的目标函数；

控制模块，用于以目标函数为控制目标，按照饱和分布式自适应负反馈控制器和自适应更新定律，对各个智能体进行控制。