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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种组合连通拓扑下多智能体事件触发一致性控制方法。首先，根据组合连通拓扑概念对多智能体进行了类型划分；其次，基于编队协同误差构建了固定时间事件触发一致性控制器并且给出了事件触发条件；最后，通过李雅普诺夫函数法证明了本发明方法能够实现固定时间收敛并且给出了收敛时间的表达式。本发明解决了多智能体系统在组合连通拓扑下的一致性控制并且得出了具有固定时间控制和事件触发功能的一致性控制律。

主权项：1.一种组合连通拓扑下多智能体事件触发一致性控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定多智能体系统的智能体数量N并设计组合连通拓扑~，获取对应无向图下的与，得到拉普拉斯矩阵与领航者矩阵B；步骤1-1：智能体之间的相互作用关系由一个无向图G描述，其中智能体用节点表示，i节点与j节点之间的作用通道由边i,j表示，节点之间的作用通道由边表示，边的数值表达为；当i节点与j节点存在通讯连接，边i,j实际存在时，取值为1，否则为0；因此，在由N个智能体组成的多智能体系统中，将形成由构成的维度的邻接矩阵；度矩阵定义为： ；无向图的拉普拉斯矩阵定义为；若为对角元素即，其数值表征与节点i相连的节点数目；若在矩阵同行的其他位置，其数值表征节点i与节点j存在通讯连接；对于无向图，矩阵是一个半正定的对称矩阵,有一个零特征值，其他所有非零特征值都是正实数；所有特征值从小到大排列，第二个特征值记为，用于表征无向图的代数连通度；步骤1-2：对于一个无向图，当任意两个节点之间都存在边，则这个无向图就是连通的，无向图在时序叠加上呈现连通的情况，这样的无向图构成组合连通拓扑，其定义为：在N个智能体构成的集合中，存在一组无向图,,……,，用于描述不同时刻下的无向图，若这些无向图的并集满足连通，则,,……,构成组合连通拓扑；领航跟随误差表达式为，满足如下公式则一致性控制实现： ；其中，为节点i的状态变量，为领航者状态变量；为预设固定时间，当时间t趋于该值时，各智能体状态变量与领航者保持一致；所述领航者为预设轨迹的智能体；步骤1-3：根据组合连通拓扑的概念，将当前时刻的N个智能体组成的多智能体系统划分为三种类型：（1）类型c：若干智能体构成局部连通子图并且内部至少含有一个智能体能够获取领航者信息，这样的子图采用进行编号，其数量为，；记为具有c类型特征序号为的子图节点数；（2）类型s：若干智能体构成局部连通子图但内部无智能体可以获取领航者信息，这样的子图采用进行编号，其数量为，；记为具有s类型特征序号为的子图节点数；（3）类型：每个智能体无法获取邻节点信息以及领航者信息，这样的智能体采用进行编号，；记为具有类型特征序号为的节点数；步骤1-4：定义领航者矩阵B表达式为： ；其中，是领航者矩阵B的对角元素，用于描述智能体i能否获取领航者信息，若可以获取则值为1，不能获取则值为0；步骤2：智能体i的动力学模型通过线性化建模方法描述如下： ；其中，为跟随者状态变量，为多智能体系统的控制量，是多智能体系统的非线性动力学项，具有如下特征： ；其中，为节点j的状态变量，为不确定常数；领航者的动力学模型通过线性化建模方法描述如下： ；步骤3：设计固定时间事件触发一致性控制器，表达式为： ； ；其中，为智能体i在自身触发时刻的状态变量，为智能体j在自身触发时刻的状态变量，表示节点i的编队协同误差，表示符号函数，表示领航者智能体在时刻的状态信息，、、和均为设计参数；步骤4：对受固定时间事件触发一致性控制器控制的多智能体系统进行稳定性分析，并且得出相应的事件触发条件，表达式为； ； ； ；其中，表示事件触发误差，表示事件触发时刻所得到节点i的编队协同误差，表示当前时刻计算所得的节点i编队协同误差，为类型c中第l个智能体集合中第q个智能体的事件触发误差，为类型c中第l个智能体集合中第q个智能体的编队协同误差，为类型s中第l个智能体集合中第q个智能体的事件触发误差，为类型s中第l个智能体集合中第q个智能体的编队协同误差，表示为设计参数，表示矩阵的第二特征值，上标c和s对应多智能体系统的类型，上标l对应具备该特征的第l个智能体集合，下标q则对应在该智能体集合中的第q个智能体；步骤5：编队控制效果验证，用固定时间事件触发一致性控制器对多智能体系统进行控制仿真实验，验证多智能体系统编队效果。

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百度查询： 西北工业大学 组合连通拓扑下多智能体事件触发一致性控制方法