[发明专利]一种多智能体全局一致性控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种多智能体全局一致性控制方法及系统，确定参考体，并获取各智能体及参考体的动力学方程；得出受控的误差多智能体系统；设计饱和分布式自适应负反馈控制器，并使控制器的时变控制增益满足自适应更新定律；利用高斯误差函数和微分中值定理模拟饱和效应；引入假设条件，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F i l i ppov微分包含和测度选择原理以及Lyapunov稳定性定理，结合假设条件，得出多智能体系统达到全局一致的充分条件。本发明给出了非线性非连续动力学性态的多智能体系统达到全局一致的充分条件，考虑的模型更具有普适性和现实意义。

技术领域

本发明涉及多智能体系统技术领域，尤其是指一种多智能体全局一致性控制方法及系统。

背景技术

多智能体系统是一组自主的，相互作用的实体，它们共享一个共同的环境，利用传感器感知，并利用执行器作动。众多在实际生产实践过程中衍生的现象，都可以利用多智能体系统的相关理论去分析，诸如移动机器人的编队控制和通信网络中的一致性问题。

在多智能体分布式协调合作控制问题中，一致性问题作为研究多智能体集群行为的基础，具有重要的现实意义和理论价值。顾名思义，一致性问题旨在探究如何设计合适的控制策略使得每个智能体的状态随时间趋于一致。近年来，一致性问题的研究发展迅速，包括生物科学、物理科学、系统与控制科学、计算机科学等各个领域都对一致性问题从不同层面进行了深入分析。

到目前为止提出的譬如跟踪控制、牵制控制、脉冲控制等的控制策略，很少考虑智能体的动力学性态为非连续的情况。又考虑到实际应用环境下，控制信号的幅值必须加以限制。理论上的复杂性和实际应用的重要性促使我们进行当前的工作。本发明通过设计有效的分布式状态反馈控制器，研究了具有不连续动力学性态的多智能体系统的全局一致问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法实现具有不连续动力学性态的多智能体系统的全局一致的缺陷，通过设计合适的分布式负反馈控制器使得各个智能体的状态随时间趋于同步，同时基于Filippov微分包含和测度选择原理以及Lyapunov稳定性定理，给出了多智能体系统达到全局一致的充分条件。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多智能体全局一致性控制方法，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，并使控制器的时变控制增益满足自适应更新定律；

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f(·)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f(·)只有有限个跳跃间断点；

和假设2：当f(·)满足假设1，记函数f(·)的Filippov集值映射为：并且0∈F[f](0)，那么对于任意向量g＝[g₁，g₂，…，g_N]^T，d＝[d₁，d₂，…，d_N]^T∈Rⁿ，存在两个正的常数Q和M，使得

sup|φ-χ|≤Q|g-d|+M......(13)

成立，其中，