[发明专利]时变时滞多智能体的分布式脉冲一致性控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种时变时滞多智能体的分布式脉冲一致性控制方法及系统，包括以下步骤：构建含有多个独立智能体的时变时滞非线性多智能模型，基于时变时滞非线性多智能模型获得目标状态模型；基于脉冲牵制控制方法构建分布式脉冲牵制控制器；根据智能体的时变时滞非线性多智能模型和分布式脉冲牵制控制器，定义误差向量并建立对应的误差系统模型；基于误差系统模型构建李雅普诺夫函数并证明其导数值有上界；求得脉冲发生时刻李雅普诺夫函数值的关系；利用脉冲比较原理和参数变分方法进行上界分析，得出带有时变时滞的非线性多智能体系统能够实现一致性。其系统的一致性误差将会以指数形式收敛到零，正确率高。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其是指一种时变时滞多智能体的分布式脉冲一致性控制方法及系统。

背景技术

过去的几十年以来，非线性多智能体一致性问题由于在无人汽车驾驶，无人机编队，通信网络，无线传感网络的控制等方面有着十分广阔的应用前景，吸引了国内外大量学者的目光。在多智能体系统中，每个独立的智能体都拥有一定的独立性和一定的学习能力。但多智能体是一个讲究协调的系统，需要多智能体中的每一个智能体达到共同的状态，从而实现效率的最大化。

随着人们对于非线性多智能体研究的不断深入，脉冲牵制控制开始更多地被应用到非线性多智能体一致性研究领域。基于脉冲微分方程的脉冲牵制控制方法可以使得每个智能体之间的状态信息只在脉冲时刻进行传输，大大减少了智能体间信息传输的数量。由于脉冲输入本质上属于不连续的信号，而智能体之间的信息交换是连续的且智能体一般是分布式的，因此通常采用分布式脉冲牵制控制。很明显的是，分布式脉冲牵制控制可以很好地减少控制成本，并且对于实际生活中大型的多智能体来说，实际应用效率更高。

从系统的理论观点来看，时变时滞的存在使得任何存在于现实世界上的系统的过去状态不可避免地对系统当前的状态产生一定影响，即系统演化趋势不仅仅依赖于当前的状态，也取决于过去某一时刻或者过去若干个时刻的状态。在系统建模中，如果没有很好地描述或者考虑系统中时变时滞的存在，会产生设计缺陷或者得到不正确的分析结论。

因此，对于非线性多智能体的一致性问题，考虑系统中时变时滞带来的影响是至关重要的。

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如果没有很好地描述或者考虑系统中时变时滞的存在，会产生设计缺陷或者得到不正确的分析结论的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种时变时滞多智能体的分布式脉冲一致性控制方法，包括以下步骤：

构建含有多个独立智能体的时变时滞非线性多智能模型，基于时变时滞非线性多智能模型获得目标状态模型；

基于脉冲牵制控制方法构建分布式脉冲牵制控制器；

根据智能体的时变时滞非线性多智能模型和分布式脉冲牵制控制器，定义误差向量并建立对应的误差系统模型；

基于误差系统模型构建李雅普诺夫函数并证明其导数值有上界；

求得脉冲发生时刻李雅普诺夫函数值的关系；

根据李雅普诺夫函数的导数值有上界和脉冲发生时刻李雅普诺夫函数值的关系，利用脉冲比较原理和参数变分方法进行上界分析，得出带有时变时滞的非线性多智能体系统能够实现一致性。

作为优选的，所述构建含有多个独立智能体的时变时滞非线性多智能模型，具体包括：

其中，是第i个智能体的状态向量；系统中矩阵A,B,D为常数矩阵；

系统中的非线性函数并且满足条件

且

τ(t)为系统中的时变时滞；均满足李普希兹条件。