杭州电子科技大学赵振帆获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种状态未知的高阶多智能体系统指定时间协同控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115421383B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211010258.0,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种状态未知的高阶多智能体系统指定时间协同控制方法是由赵振帆;黄娜;陈张平;孔亚广;张帆;赵晓东;郑小青;张尧设计研发完成,并于2022-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种状态未知的高阶多智能体系统指定时间协同控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种状态未知的高阶多智能体系统指定时间协同控制方法,包括步骤一、设定期望的有界一致性到达总时间为T,设定智能体状态信息精确重构时间为D,且满足DT;步骤二、为每个智能体搭建指定时间观测器;步骤三、设计全分布式的基于边的自适应控制协议;步骤四、获得基于观测器的全分布式多智能体线性系统指定时间一致性控制协议,本发明针对高阶线性系统,引入指定时间观测器,解决智能体状态信息无法精确获取的问题,缓解多智能体系统对高成本传感器等配件装备的硬性需求;引入基于边的自适应控制协议,避免控制协议对全局信息的需求;将多智能体的指定时间一致性控制成功扩展到高阶线性系统上,提高指定时间一致性控制方案的应用性。
本发明授权一种状态未知的高阶多智能体系统指定时间协同控制方法在权利要求书中公布了:1.一种状态未知的高阶多智能体系统指定时间协同控制方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、设定期望的有界一致性到达总时间为T,设定智能体状态信息精确重构时间为D,且满足DT; 步骤二、为每个智能体搭建指定时间观测器; 步骤三、设计全分布式的基于边的自适应控制协议; 步骤四、获得基于观测器的全分布式多智能体线性系统指定时间一致性控制协议; 所述步骤二具体包括: 步骤2.1:针对的有N个智能体的高阶线性多智能体系统如下: 其中,和分别代表第i个智能体的n维状态向量,p维控制输入向量和q维测量输出向量;和都表示时不变系统矩阵,A,B是可控的,A,Ci对于任意的是可观测的;令xt=[x1tT,…,xNtT]T,并令x0=x0代表初始状态; 步骤2.2:对每个智能体都设计两个龙波格观测器如下: 其中,代表第i个智能体的第k个龙波格观测器的状态值,代表对应的龙波格观测器增益,再给出如下符号定义: 其中,In代表n维单位矩阵,于是两个龙波格观测器可改写为: 步骤2.3:基于步骤2.2的龙波格观测器状态值,设计指定时间观测器如下: 其中,e·代表指数函数,代表对第i个智能体真实状态的重构值,Mi代表第i个智能体的指定时间观测器增益,t0代表初始时刻; 所述步骤三具体包括: 步骤3.1:基于步骤2观测器的状态重构输出给出如下符号定义: 其中,i,j∈{1,2,…,N},代表与第i个智能体存在通信交互的智能体集合,aij代表第i个智能体与第j个智能体之间的交互关系,如果存在交互,则aij=1,如果不存在,则aij=0,qi代表第i个智能体的状态重构值与存在通信交互智能体之间的一致性误差; 步骤3.2:设计基于边的自适应控制协议ui如下: 其中,K代表反馈增益矩阵,代表时变控制增益,代表基于智能体交互边的自适应参数,εij,θij,ζij都代表可设计的控制参数,反馈增益矩阵K的选取为K=BTP; P为黎卡提方程ATP+PA-PBBTP+Q=0的对称正定唯一解,其中Q为任意对称正定矩阵, 参数ζij的选取为εij的选取要满足εij0,θij的选取满足θij0,有界一致性将会在T时刻实现,且在tT时,有界一致性依然保持; 所述步骤四具体包括: 步骤4.1:获得基于观测器的全分布式多智能体线性系统指定时间一致性控制协议如下 其中,反馈增益矩阵K、时变控制增益自适应参数以及εij,θij,ζij控制参数的设计与选取与步骤3.2相同; 步骤4.2:设计李雅普诺夫函数,并推导分析获得系统一致性在指定时间后所达到的界限,给出李雅普诺夫函数V如下: 其中,η0代表与多智能体通信拓扑相关的全局信息,ε0代表对于所有εij参数的最小值,代表智能体状态的一致性误差,李雅普诺夫函数V可代表多智能体状态一致性误差与参数自适应误差的总和; 步骤4.3:对V求导并进行放缩可得: 其中,利用比较引理可进一步得到: 当时刻t=T时: 其中,ε0是可设计参数εij的最小值,Φ的值可随着ε0的变小而变小,在指定时间T,系统的一致性误差与自适应参数误差的总和VT也会随着ε0的变小而变小; 当时刻tT时: 由上式可得,在指定时间T之后,系统的一致性误差与自适应参数误差的总和Vt会以指数收敛到界η0内。
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