[发明专利]一种多智能体系统合围控制方法及系统

权利要求书

1.一种多智能体系统合围控制方法，其特征在于，包括：

获取多智能体系统中所有智能体的状态数据；所述多智能体系统包括V个智能体，其中，M个智能体为领导者，N个智能体为跟随者；V＝M+N；

由跟随者对应的状态数据和跟随者对领导者的状态估计值，构建合围控制协议；

由所述跟随者对领导者的状态估计值、通信拓扑切换函数、通信时延和领导者对应的状态数据，构建状态观测器；

依据所述合围控制协议和所有智能体的状态数据构建线性多智能体系统模型；

由所述线性多智能体系统模型和所述状态观测器，得到状态观测器误差和合围误差；

判断所述状态观测器误差和所述合围误差是否均收敛于零；

当所述状态观测器误差和所述合围误差均收敛于零时，确定所述多智能体系统实现在通信时延和拓扑切换同时存在下的状态合围控制。

2.根据权利要求1所述的一种多智能体系统合围控制方法，其特征在于，所述由跟随者对应的状态数据和跟随者对领导者的状态估计值，构建合围控制协议，具体包括：

由跟随者对应的状态数据和跟随者对领导者的状态估计值，构建初步合围控制协议；所述初步合围控制协议为

其中，u_i(t)为第i个跟随者对应的控制输入，x_i(t)为第i个跟随者对应的状态向量，ρ_ij为第i个跟随者对第j个领导者的合围增益，为第i个跟随者对第j个领导者的状态估计值，K₁为初步合围控制协议的待求参数；

确定所述初步合围控制协议的待求参数；

将待求参数确定后的初步合围控制协议确定为合围控制协议。

3.根据权利要求1所述的一种多智能体系统合围控制方法，其特征在于，所述由所述跟随者对领导者的状态估计值、通信拓扑切换函数、通信时延和领导者对应的状态数据，构建状态观测器，具体包括：

由所述跟随者对领导者的状态估计值、通信拓扑切换函数、通信时延和领导者对应的状态数据，构建初步状态观测器；所述初步状态观测器为

其中，为跟随者对领导者的状态估计值的导数，I_M为M阶单位阵，A为n阶实方阵，为跟随者对领导者的状态估计值，为第i个跟随者对第j个领导者的状态估计值，z(t)为领导者对应的状态向量，σ(t)为通信拓扑切换函数，τ(t)为通信时延，K₂为初步状态观测器的待求参数，为第i个跟随者在对应拓扑下获得所有领导者的信息的增益值，当第i个跟随者在对应拓扑下获得所有领导者的信息时否则表示延迟后的时间，z(t-τ(t))为通讯时延下领导者对应的状态向量，表示通讯时延下第i个跟随者的状态估计值，表示通讯时延下除第i个跟随者之外的，第k个跟随者的状态估计值，w_ik表示第i个跟随者与第k个跟随者之间的拓扑切换对应的权重；

确定所述初步状态观测器的待求参数；

将待求参数确定后的初步状态观测器确定为状态观测器。

4.根据权利要求1所述的一种多智能体系统合围控制方法，其特征在于，所述线性多智能体系统模型为：

其中，x_i(t)为第i个跟随者对应的状态向量，为第i个跟随者对应的状态向量的导数，u_i(t)为第i个跟随者对应的控制输入，A为n阶实方阵，B为n×m阶列满秩实矩阵，O_F为跟随者的集合，z_j(t)为第j个领导者对应的状态向量，为第j个领导者对应的状态向量的导数，O_L为领导者的集合。