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申请/专利权人：哈尔滨理工大学

摘要：本发明是一种具有异构多智能体系统在领导跟随下实现分组一致的方法，属于网络化多智能体系统技术领域。与现有的直接利用过时的状态信息来设计分组一致性控制协议方法相比，本发明考虑了时延和数据丢失的情况，通过预测方法补偿通信约束，并引入领导者因素，再给出了保证系统稳定性和实现分组一致跟踪控制的充要条件，考虑到实际生活中可能存在两组竞争的情况，因此可通过合作竞争交互消除了度内平衡的拓扑约束，本发明采用预测控制协议，解决了离散时间异构预测控制下的网络约束，实现多组一致性跟踪。

主权项：1.一种异构多智能体系统在领导跟随下实现分组一致的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立具有异构多智能体系统在领导跟随下实现分组一致方法的离散时间动态模型；步骤二：针对具有异构多智能体系统在领导跟随下实现分组一致方法的离散时间动态模型建立状态观测器，进行状态预测；步骤三：对具有离散异构多智能体系统在领导跟随下实现分组一致方法的离散时间动态模型的状态预测，设计控制协议；步骤四：根据设计的控制协议可得到分组状态误差方程与估计误差方程的紧凑表达形式；步骤五：利用分组状态误差方程与估计误差方程的紧凑表达形式，基于通过黎卡提方程求解线性矩阵不等式的方法，得到状态观测增益矩阵；步骤六：当且仅当控制协议和离散异构多智能体系统两者都是稳定且具有分组一致性时可计算得Ω的特征值，由观测矩阵可得到预测误差e；所述的步骤一为：建立具有异构多智能体系统在领导跟随下实现分组一致方法的离散时间动态模型，其状态空间表达式为： 式子中是状态向量，是控制输入向量，是测量得到的输出向量，Ai,Bi,Ci是适当的常数矩阵，代表异构系统；每个智能体的状态不可用，并且矩阵对Ai,Ci是可检测的，所述的步骤二为：为了减少由通信网络引起的负面影响，通过预测关联智能体的状态来提出补偿规则；对于智能体i，状态观测器构造为： 其中表示用t-j时刻的状态预测t-k时刻的状态，表示输出预测，为观测增益矩阵；利用控制器端可用信息,根据式1得到从t-τi+2到t时状态预测与输出预测公式3， 将公式2中t替换成t+τi，及通过状态器方程由t时刻预测可得公式4 再将公式1减公式3，这里记状态的估计误差为得， 其中yit＝Cixit可得公式5 由可得进一步状态预测为6 为达到主从分组一致，设计以下两组跟踪参考输入输出7 其中r01,r02是设计的参考输入,为主动补偿时滞与丢包，且使follower跟随本组的leader；所述的步骤三为： 这里是设计的增益矩阵；当组内通讯时有aij≥0，而组间通讯时有即组间加权系数aij0，表示的是组间存在竞争关系；当follower接收到本组leader的信息时通讯权值bi0，否则bi＝0；所述步骤四为： 其中αEt＝Pt,βEt＝Qt，0,I表示适当维数的零矩阵和单位矩阵，Δxt+1＝AD+Bkyec+Bakc+BbklcΔxt+BkzΔzt+Pt9式中，AD＝diag{A01,A1,…,AN,A02,AN+1,…,AN+M} 式中，CD＝diag{C01,C1,…,CN,C02,CN+1,…,CN+M} Et+1＝AkocEt式中，令控制协议和离散异构多智能体系统两者都是稳定且具有分组一致性的充分必要条件是当且仅当Ω，的特征值均位于单位圆内。

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