[发明专利]一种基于切换拓扑下供应链系统一致性问题的控制方法

说明书

本发明涉及一种基于切换拓扑下供应链系统一致性问题的控制方法，具体步骤如下：S1：首先供应链系统被建模为一个多智能体系统并且不确定市场需求下的产品匹配问题被归结为H∞一致性问题；S2：其次在切换拓扑下用博弈论研究了离散时间的H∞一致性问题，抑制牛鞭效应的过程可被看作是博弈过程；S3：接下来给出了双环策略迭代算法来求解解耦后的HJI方程；S4：最终给出了一个仿真算例来证明提出方法的有效性。本发明利用分布式最优控制和零和博弈理论，研究了一类具有切换拓扑的基于多智能体供应链系统的H∞一致问题，生产率和市场需求被考虑为博弈参与者，根据零和博弈理论，通过求解HJI方程获得针对最坏情形扰动的最优生产率。

技术领域

本发明涉及供应链系统技术领域，更具体地说，尤其涉及一种基于切换拓扑下供应链系统一致性问题的控制方法。

背景技术

供应链系统是整合了一系列设备和企业单位的网络系统，它包含多条子供应链。从现实角度来看，新一代的物联网科技使得供应链系统中的设备都配备了计算值能，因此这样的系统可被当作是多智能体系统。近年来，随着信息技术的发展，基于多智能体的供应链系统由于其在电力系统、智能制造系统和智能交通系统等研究方向的广泛应用，它受到了越来越多的关注。在一个企业中，原材料加工、智能工厂、物流和顾客被整合为一个信息物理系统，并且控制方式从集中式控制转换为分布式控制，这改进了生产质量和效率。另一方面，从理论角度来看，基于多智能体的供应链系统具有自组织性、可扩展性和可协调性。因此，基于智能体的供应链系统在面对不确定市场需求时具有较强的鲁棒性，面对由信息流物流中断或发生生产故障时具有较好的可靠性，并且在节点企业发生增减变化时由于协调设计确保的高灵活性，而对于供应链系统一致性问题并没有科学严谨的控制方法，为此，我们提出一种基于切换拓扑下供应链系统一致性问题的控制方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于切换拓扑下供应链系统一致性问题的控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于切换拓扑下供应链系统一致性问题的控制方法，具体步骤如下：

S1：首先，供应链系统被建模为一个多智能体系统并且不确定市场需求下的产品匹配问题被归结为H∞一致性问题；

S2：其次，在切换拓扑下用博弈论研究了离散时间的H∞一致性问题，抑制牛鞭效应的过程可被看作是博弈过程，生产率和市场需求分别是博弈的参与者，且求解博弈需要得到耦合HJI方程的解，由于平均一致性的特性以及考虑出现孤立点的情形，所以在求解中会出现奇异项，因此我们设计了解耦方法来间接获得HJI方程的解，并且证明了在某些特定条件下最优控制策略处于纳什均衡点；

S3：接下来，给出了双环策略迭代算法来求解解耦后的HJI方程；

S4：最终，给出了一个仿真算例来证明提出方法的有效性。

优选的，所述步骤S1中需要预备知识和问题建模，首先通过图论对智能体之间的交互作用建模，然后基于多智能体供应链系统建模。

优选的，所述步骤S2中供应链系统的分布式零和博弈问题，供应链系统的H∞问题被归结为求解二人零和博弈问题，为了简化计算全局HJI方程，设计了解耦方法，并且给出了系统在特定条件下的纳什均衡处取得H∞一致性的证明，采用策略迭代算法来求解解耦后的HJI方程，并获得了针对不确定需求和切换拓扑的最优生产策略。

优选的，所述步骤S3中策略迭代和解耦HJI方程，进一步计算最优生产率，采用策略迭代算法求解类李亚普诺夫HJI方程明显看出，策略迭代算法包含内环外环，内环执行策略评价，其中生产控制和一致性协议是固定的，市场需求增益通过不断更新直至收敛，外环执行策略更新，通过更新生产控制和一致性协议。