一种多智能体编队控制方法、系统及电子设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115903842A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211653648.X(22)申请日2022.12.22(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人韩亮曹慧李晓多任章(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师常祖正(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种多智能体编队控制方法、系统及电子设备(57)摘要本发明提供的一种多智能体编队控制方法、系统及电子设备，属于多智能体编队控制技术领域。本发明构建多智能体系统模型；多智能体系统模型用于描述多智能体系统中每个智能体的运动状态、控制输入和传感器输出；确定多智能体系统模型的通信拓扑关系；确定多智能体系统模型的期望编队；根据多智能体系统模型、通信拓扑关系和期望编队，基于触发条件对多智能体系统进行时变控制。本发明通过设置触发条件能够使邻居智能体仅在触发条件被满足时进行通信，无需多智能体系统全局通信拓扑信息即可完成多智能体的编队控制，在保证编队控制准确性的同时，减轻了系统的通信压力。CN115903842ACN115903842A权利要求书1/2页1.一种多智能体编队控制方法，其特征在于，包括：构建多智能体系统模型；所述多智能体系统模型用于描述多智能体系统中每个智能体的运动状态、控制输入和传感器输出；确定所述多智能体系统模型的通信拓扑关系；确定多智能体系统模型的期望编队；根据所述多智能体系统模型、所述通信拓扑关系和所述期望编队，基于触发条件对多智能体系统进行时变控制。2.根据权利要求1所述的一种多智能体编队控制方法，其特征在于，所述多智能体系统模型为：其中，xi(t)表示第i个智能体的运动状态，表示n维欧式空间；ui(t)表示第i个智能体的控制输入，表示m维欧式空间；yi(t)表示第i个智能体的传感器输出信息，表示q维欧式空间；表示第i个智能体的运动状态xi(t)的导数；A表示智能体的第一系统参数矩阵；表示n×n维实矩阵；B表示智能体的第二系统参数矩阵；表示n×m维实矩阵；C表示智能体的第三系统参数矩阵；表示q×n维实矩阵；n表示第i个智能体的运动状态xi(t)的维数；m表示第i个智能体的控制输入ui(t)的维数；q表示第i个智能体的传感器输出信息yi(t)的维数。3.根据权利要求1所述的一种多智能体编队控制方法，其特征在于，所述根据所述多智能体系统模型、所述通信拓扑关系和所述期望编队，基于触发条件对多智能体系统进行时变控制，包括：确定任一智能体为当前智能体；确定当前智能体对应的任一邻居智能体为当前邻居智能体；邻居智能体为与当前智能体存在通信关系的智能体；根据所述多智能体系统模型、所述通信拓扑关系和所述期望编队，确定当前智能体和当前邻居智能体的触发函数值；判断所述触发函数值是否满足触发条件，得到判断结果；所述触发条件为所述触发函数值大于动态阈值；若所述判断结果为是，则当前邻居智能体与当前智能体通信，并获取当当前智能体的全状态信息作为当前邻居智能体对当前智能体的状态估计值；当前智能体的全状态信息是由当前智能体确定的；若所述判断结果为否，则获取当前邻居智能体对当前智能体的状态估计值；根据当前智能体的状态估计值控制当前邻居智能体的运动状态。4.根据权利要求3所述的一种多智能体编队控制方法，其特征在于，所述根据所述多智能体系统模型、所述通信拓扑关系和所述期望编队，确定当前智能体和当前邻居智能体的触发函数值，包括：获取当前智能体的全状态信息；2CN115903842A权利要求书2/2页根据当前智能体的全状态信息、当前智能体的的期望编队信息和当前邻居智能体对当前智能体的状态估计值，确定当前智能体的观测误差；获取当前智能体与当前邻居智能体的自适应耦合权重；根据所述当前智能体的观测误差，以及当前智能体与当前邻居智能体的自适应耦合权重，利用触发函数确定当前智能体和当前邻居智能体的触发函数值。5.根据权利要求4所述的一种多智能体编队控制方法，其特征在于，所述触发函数为：其中，表示第i个智能体和第j个智能体的触发函数值；表示第i个智能体的观测误差；cij(t)表示第i个智能体与第j个智能体的自适应耦合权重；)表示状态观测值差值；γija表示第一可调参数；aij[表示权重矩阵中第i行第j列的元素值；Γ表示第i个智能体的观测误差的转置；‑ιij表示第二可调参数；Γ表示状态观测值差值的转置；Γ表示反馈增益矩阵；表示n×n维实矩阵；∈ij表示第三可调参数。6.一种多智能体编队控制系统，其特征在于，包括：多智能体系统模型构建模块，用于构建多智能体系统模型；所述多智能体系统模型用于描述多智能体系统中每个智能体的运