[发明专利]一种线性多智能体系统的固定时间一致性控制方法

权利要求书

1.一种线性多智能体系统的固定时间一致性控制方法，其特征在于，智能体包括领航者和多个跟随者，具体步骤如下：

步骤1、建立线性多智能体系统中跟随者和领航者的状态模型，表达式分别为：

其中，为t时刻第i个跟随者状态向量的导数；为t时刻领航者状态向量的导数；x_i(t)为t时刻第i个跟随者的状态向量；x₀(t)为t时刻领航者的状态向量；A为智能体状态方程的系统矩阵；B为智能体状态方程的控制矩阵；u_i(t)为t时刻第i个跟随者的控制器；u₀(t)为t时刻领航者的控制器；N为跟随者的总数；

步骤2、建立跟随者和领航者的控制器模型，表达式为：

跟随者控制器模型：

u_i(t)＝Kx_i(t)+hv_i(t)；

领航者控制器模型为：

u₀(t)＝Kx₀(t)+hv₀(t)

其中，u_i(t)为t时刻第i个跟随者的控制器；u₀(t)为t时刻领航者的控制器；K为状态反馈系数矩阵；v_i(t)为t时刻第i个跟随者的控制输入量；v₀(t)为t时刻领航者的控制输入量；h为智能体的控制输入量的增益；

步骤3、对线性多智能体系统中跟随者和领航者的状态向量进行坐标变换获得跟随者和领航者的变换坐标；

步骤4、建立分布式固定时间观测器获得每个跟随者对领航者状态的观测值，表达式为：

其中，表示t时刻第i个跟随者对领航者的第j个状态分量的观测值，j＝1,2,…,n，n为智能体的状态分量的总维数；表示t时刻第i个跟随者对领航者的第j+1个状态分量的观测值；表示t时刻第i个跟随者对领航者的第n个状态分量的观测值；β₁、β₂、β₃分别为观测器的参数权重；α_j为基于引入状态反馈之后的智能体状态方程的系统矩阵的特征多项式的第j个系数；表示第j个跟随者的第j个状态分量估计值与其相邻智能体的不一致偏差值；表示第i个跟随者的第n个状态分量估计值与其相邻智能体的不一致偏差值；

步骤5、获取固定时间一致性控制输入；

基于步骤4每个跟随者对领航者状态的观测值获得一致性跟踪误差，表达式为：

其中，表示t时刻第i个跟随者第j个状态分量的一致性跟踪误差的导数；e_i,j(t)表示t时刻第i个跟随者第j个状态分量的一致性跟踪误差；e_i,j+1(t)表示t时刻第i个跟随者第j+1个状态分量的一致性跟踪误差；表示t时刻第i个跟随者第n个状态分量的一致性跟踪误差的导数；表示第i个跟随者的第j个状态分量估计值的不一致偏差；表示第i个跟随者第n个状态分量估计值的不一致偏差；

构建跟随者的滑模面，表达式为：

其中，s_i(t)表示t时刻第i个跟随者的滑模面；r_j、ρ_j和ρ′_j均为第j个状态分量的滑模面参数；τ表示时刻t的积分上限；

基于一致性跟踪误差和滑模面获得跟随者的固定时间一致性控制输入量；

步骤6，使用步骤5获取固定时间一致性控制输入量控制对应跟随者的跟随动作。