[发明专利]一种非线性随机多智能体系统固定时间一致控制方法

说明书

一种非线性随机多智能体系统固定时间一致控制方法，包括固定拓扑下非线性随机多智能体系统固定时间一致控制方法和切换拓扑下非线性随机多智能体系统固定时间一致控制方法。所述控制方法，定义每个智能体在t时刻的状态误差，得到误差动力系统方程；接着把非线性项线性化，确定系统通信拓扑结构；根据系统稳定条件设计每个智能体控制协议，得到误差动力学方程；导出最大收敛时间的期望，使得所有智能体达到相同状态，从而实现随机多智能体系统的固定时间一致性。本发明将固定时间一致控制方法充分应用到随机多智能体系统中，解决了该系统初始状态未知时，无法计算收敛时间的上界值的问题。

技术领域

本发明涉及一种非线性随机多智能体系统固定时间一致控制方法，属多智能体技术领域。

背景技术

近年来，多智能体系统的协同控制在多飞行器集结、智能电网、多机器人协同编队、传感器网络等领域得到广泛应用。一致性是协同控制的基础，通常指的是多智能体系统中所有智能体的状态最终渐近收敛于一个相同的值。

在实际工程应用中，尤其在要求较高精度和较快收敛速度的控制问题上，通常需要在有限时间内达到收敛。ZHENG(Finite-time consensus for stochastic multi-agentsystems.International Journal of Control,2011)等研究了非理想环境下多智能体系统有限时间一致性。但是，若系统初始状态未知时，无法计算收敛时间的上界值。LIU(Fixed-time event-triggered consensus control for multi-agent systems withnonlinear uncertainties.Neurocomputing,2017)等解决了带有非线性动力学和不确定扰动的多智能体系统固定时间一致性问题，使得系统全局稳定收敛时间与初始状态无关。WEI(An Observer Based Fixed-Time Consensus Control for Second-Order Multi-Agent Systems with Disturbances.IEEE Transactions on Circuits and Systems II:Express Briefs,2019)在不使用速度信息的前提下，使用状态观测器利用输出信息估计状态信息，解决固定时间领导跟随一致性问题。LIU(Fixed-Time Event-TriggeredConsensus for Nonlinear Multiagent Systems Without ContinuousCommunications.IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics:Systems,2019)等考虑了更为一般的非线性模型，实现了固定时间一致性，为了减少能量损耗，引入事件触发控制和间歇通信机制，但系统无法按照期望构型收敛。