南京航空航天大學楊蒲獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京航空航天大學申請的專利基于動態事件觸發的多智能體系統的組一致性控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118584797B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410101980.8,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權基于動態事件觸發的多智能體系統的組一致性控制方法是由楊蒲;李皖婷;宣言設計研發完成,并于2024-01-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于動態事件觸發的多智能體系統的組一致性控制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了基于動態事件觸發的多智能體系統的組一致性控制方法。針對存在未知擾動和執行器故障的二階非線性多智能體系統,通過提出一種有限時間觀測器,實現對智能體受到的擾動和故障信息的實時觀測。根據多智能體之間的相對狀態信息,定義了一致性誤差變量。然后基于非奇異終端滑模控制,引入動態事件觸發機制,設計了固定時間滑模容錯控制方法。本發明可以排除故障和未知擾動對系統的影響,在各多智能體子系統到達狀態一致的同時,有效減少通信資源的消耗。
本發明授權基于動態事件觸發的多智能體系統的組一致性控制方法在權利要求書中公布了:1.基于動態事件觸發的多智能體系統的組一致性控制方法,其特征在于,包括如下具體步驟: 步驟1:確定多智能體系統動力學模型,所述多智能體系統包含q個領導者和N個跟隨者; 步驟2:確定多智能體系統的通信拓撲結構; 步驟3:構造有限時間觀測器; 步驟4:設計基于動態事件觸發的一致性控制律,根據李雅普諾夫穩定性理論,驗證多智能體系統在基于動態事件觸發的一致性控制律的作用下實現固定時間一致性; 步驟4的實現過程為: 步驟4.1:定義一致性跟蹤位置誤差變量exit和一致性速度誤差變量evit,其形式如下: 其中,分別表示第i個跟隨者的位置和速度狀態; 分別表示第p個領導者的位置和速度狀態;在多智能體系統中,將領導者標記為pp=1,2,…,q,跟隨者標記為ii=1,2,…,n;跟隨者之間的通信拓撲結構通過拓撲圖G={W,E,A}來進行描述,其中,W={w1,w2,…,wN}表示節點集合,wi表示節點,表示邊集合,表示鄰接矩陣,aij用來判斷節點wi和節點wj之間是否存在邊;如果存在有向邊從節點wj指向節點wi,即節點wi能夠從節點wj獲取信息,那么wj,wi∈E,aij≠0;否則,aij=0;G是由q個子網絡構成的拓撲圖,每個子網絡分別包含n1,n2,…,nq個跟隨者,G1,G2,…,Gq代表各個子網絡的拓撲圖,滿足n1+n2+…+nq=N,G1,G2,…,Gq的節點的下標集分別是: N1∈{1,2,…,n1}, N2∈{n1+1,n1+2,…,n1+n2}, ……, Nq∈{n1+n2+…+nq-1+1,n1+n2+…+nq-1+2,…,n1+n2+…+nq-1,N}; 并且代表所有節點的下標集;定義第p個領導者和跟隨者之間的鄰接矩陣為bip用來判斷跟隨者i是否能接受領導者p的信息;如果跟隨者i能夠直接從領導者p獲取信息,那么bip=1;否則,bip=0;定義領導者和跟隨者之間的鄰接矩陣為H=L+B,L為拉普拉斯矩陣,H描述了跟隨者之間的相互作用以及領導者與跟隨者之間的信息傳遞對多智能體系統的影響; 定義: ex是一致性跟蹤位置誤差變量exit的向量集合,ev是一致性跟蹤速度誤差變量evit的向量集合,是各組跟隨者和對應分組領導者之間的位置誤差的向量集合,是各組跟隨者和對應分組領導者之間的速度誤差的向量集合,則2改寫成向量形式如3所示: 其中,Im表示m維的單位矩陣; 步驟4.2:設計非奇異終端滑模面函數如4所示: 其中,k0,k1,μ1,μ2為非負常數,0<σ<1,β>1,0<r<1并且滿足k0μ1r+k0μ2=k0rσ+k1rβ; 步驟4.3:為跟隨者子系統設計基于動態事件觸發的一致性控制律如5所示: 其中為第i個跟隨者的理想控制輸入;gij是矩陣H-1的第i行第j列素, 為第i個智能體的k觸發時刻,p代表第p個領導者,k2,k3,k4,k5為正常數;表示第i個跟隨者的集總故障估計值;為第p個領導者的控制輸入;m為空間維數; 定義測量誤差如6所示: 步驟4.4:結合測量誤差,設計動態事件觸發函數ψit和動態變量ηit如7所示: 其中k6>0,k7>0,ηit>0, 事件觸發條件如8所示: 步驟4.5:估算收斂時間上界: 根據李雅普諾夫穩定性理論,驗證多智能體系統在基于動態事件觸發的一致性控制律5的作用下實現固定時間一致性,收斂時間上界如9所示: 其中ο是運用楊氏不等式后引入的常數且滿足ο>0;函數函數參數參數
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