[发明专利]一种实现拉格朗日系统群体共识的方法、设备及存储介质

权利要求书

1.一种实现拉格朗日系统群体共识的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对拉格朗日系统进行动力学分析；

S2、将由n个机器人组成的团队进行分组；

S3、根据步骤S1和S2设计控制器算法。

2.根据权利要求1所述的实现拉格朗日系统群体共识的方法，其特征在于，步骤S1中，建立欧拉-拉格朗日系统的动力学模型对系统群体进行动力学分析，所述欧拉-拉格朗日系统的动力学模型为：

式(1)中，q_i代表广义坐标，代表广义速度，n代表系统中机器人的总个数；M_i(q_i)∈R^n×n是对称正定惯量矩阵，只与广义坐标有关；是科氏力与离心力矩阵；g_i(q_i)∈Rⁿ是广义有势力；τ_i为控制力。

3.根据权利要求2所述的实现拉格朗日系统群体共识的方法，其特征在于，步骤S2中分组步骤具体为：

假设对于由n个机器人组成的团队有一个对应的拓扑图是的划分，将机器人组成的团队分为k组，即设表示的是的第l个分组，l＝1，2，…，k，对应的拓扑图记作其中，拓扑图对应的拉普拉斯矩阵为：

式中是关于拓扑图的拉普拉斯矩阵，代表到的信息传递，i，j＝1，2，…，k；

为实现欧拉-拉格朗日系统的群体共识，作如下假设：的每一个行和为0，每一个具有生成树；动力学模型方程(1)关于常值参数θ_i是可参数线性化的，即

式(2)中，x，y∈Rⁿ是可微向量，是动力学模型方程的回归矩阵。

4.根据权利要求3所述的实现拉格朗日系统群体共识的方法，其特征在于，步骤S3设计控制器算法的步骤具体为：

对团队中的第i个机器人设计滑模辅助向量

计算式(3)导数，得

定义滑模向量s_i，

根据式(1)和式(2)，取设计自适应控制律τ_i为：

式(6)中，K_i正定，是参数θ_i的估计值，其中的变化规律为：

式(7)中，Λ_i正定。

5.一种微控单元，其特征在于，载有能执行权利要求1-4任一所述的实现拉格朗日系统群体共识的方法的自适应控制协议或程序。

6.一种多机器人群体共识控制系统，其特征在于，包括多个机器人，每个机器人包括电源模块、通讯模块、控制模块、信息收集模块和执行模块；所述控制模块设有权利要求5所述的微控单元；信息收集模块将收集到的信息输送至控制模块；控制模块将控制信息输出至执行模块，执行模块根据获得控制信息控制多个机器人的自主运动和协同配合，执行权利要求1-4任一所述的实现拉格朗日系统群体共识的方法。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述信息收集模块包括传感器，所述传感器搭载于机器人上，获得机器人的实时位置信息和姿态信息；所述执行模块上配置有编码器，能够实时获取电机的速度信息。

8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4任一所述的实现拉格朗日系统群体共识的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一所述的实现拉格朗日系统群体共识方法。