[发明专利]一种时变异构多智能体一致性控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种时变异构多智能体一致性控制方法及系统，包括以下步骤：建立多智能体系统的输入输出关系模型与连接拓扑图；根据输入输出关系模型，对单个智能体中任一传感器创建卡尔曼观测器，得到该智能体在其任一传感器下的状态估计信息；设置最优信息融合准则，对该智能体下所有传感器的状态估计信息进行线性加权融合，得到该智能体的最优状态估计信息；根据智能体的最优状态估计信息，设置一致性控制协议，对多智能体进行一致性控制。本发明在多传感器的情况下对时变异构多智能体实现一致性控制。

技术领域

本发明涉及多智能体控制技术领域，具体涉及一种时变异构多智能体一致性控制方法及系统。

背景技术

在多智能体一致性控制研究中，考虑的情况过于简单，很少有考虑含有随机噪声、时变异构的情况。大多数的研究并未同时考虑时变异构的状况，如【1】仅在时变情况下研究一致性，【2】仅在异构情况下研究一致性。这将导致其应用范围并不广泛，应用性较差。且现有多智能体中通常是在单传感器的情况下进行研究，当传感器故障时，就很难估计系统状态，从而进行有效的控制。

[1]J.H.Jiang and Y.Y.Jiang，”Leader-following consensus of lineartime-varying multi-agent systems under fixed and switching topologies，”Automatica， vol.113，Mar 2020，Art no.108804.

[2]Z.Gao，H.Zhang，Y.Wang and Y.Mu，”Time-varying output formation-containment control for homogeneous/heterogeneous descrip-tor fractional-order multi-agent systems，”Information Sciences，vol.567，pp.146-166， Aug 2021.

发明内容

本发明的目的是提供一种时变异构多智能体一致性控制方法及系统，在多传感器的情况下对时变异构多智能体实现一致性控制。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时变异构多智能体一致性控制方法，包括以下步骤：

S1、建立多智能体系统的输入输出关系模型与连接拓扑图，其中，所述输入输出关系模型中每个智能体有多个传感器，且含有随机噪声；

S2、根据输入输出关系模型，对单个智能体中任一传感器创建卡尔曼观测器，得到该智能体在其任一传感器下的状态估计信息；

S3、设置最优信息融合准则，对该智能体下所有传感器的状态估计信息进行线性加权融合，得到该智能体的最优状态估计信息；其中，所述最优信息融合准则为取该智能体任一传感器和另一传感器状态估计信息的最小协方差矩阵作为线性加权的加权矩阵；

S4、根据智能体的最优状态估计信息，设置一致性控制协议，对多智能体进行一致性控制，其中，所述一致性控制协议中状态反馈增益采用最小二乘法进行计算。

作为本发明的进一步改进，所述多智能体系统中有N个智能体，第i个智能体有N_i个传感器，对于第i个智能体以及该智能体第j个传感器的第t时刻的输入输出关系模型为：

x_i(t)＝A_i(t-1)x_i(t-1)+B_i(t-1)u_i(t-1)+w_i(t-1)