【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于協(xié)同控制，具體涉及一種線性編隊(duì)協(xié)同控制方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、隨著個(gè)體自主智能技術(shù)的發(fā)展，多智能體系統(tǒng)的發(fā)展需求也躍然紙上。相比于單個(gè)個(gè)體，多智能體的協(xié)同合作能夠顯著地增強(qiáng)任務(wù)的執(zhí)行效率，如多無人機(jī)協(xié)同探索可以加快集群對(duì)未知環(huán)境的認(rèn)知。編隊(duì)控制作為一種管理大規(guī)模集群的方法而廣受關(guān)注，編隊(duì)控制的目標(biāo)是使一群智能體抵達(dá)指定的期望隊(duì)形，隊(duì)形的變換可以增強(qiáng)編隊(duì)的靈活性和機(jī)動(dòng)性。
2、仿射編隊(duì)控制方法通過構(gòu)建一個(gè)應(yīng)力矩陣，從而描述智能體之間的交互權(quán)重，設(shè)計(jì)了分布式編隊(duì)控制方法，可以使得隊(duì)形實(shí)現(xiàn)期望的仿射變換，但是受限于有限的仿射變換類型，可行的隊(duì)形種類也是有限的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)針對(duì)多智能體協(xié)同控制問題，提出一種線性編隊(duì)協(xié)同控制方法及裝置，通過設(shè)置交互應(yīng)力矩陣，可以實(shí)現(xiàn)更豐富的隊(duì)形變換。
2、實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例一種線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，具體過程為：
4、步驟一：從多智能體中選定nl個(gè)作為領(lǐng)航者，構(gòu)建可行標(biāo)稱構(gòu)型r；
5、步驟二：設(shè)定交互應(yīng)力矩陣ω，應(yīng)力矩陣與標(biāo)稱構(gòu)型r之間滿足應(yīng)力平衡關(guān)系；
6、步驟三：根據(jù)所述交互應(yīng)力矩陣ω，進(jìn)行分布式線性編隊(duì)控制器設(shè)計(jì)。
7、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)所述可行標(biāo)稱構(gòu)型為：領(lǐng)航者的增廣標(biāo)稱構(gòu)型rl線性張成f維歐式空間，其中
8、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)所述應(yīng)力平衡關(guān)系：
9、>
10、其中，表示克羅內(nèi)克積，r表示可行的標(biāo)稱構(gòu)型，if表示f維單位矩陣。
11、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)所述步驟二中，要求構(gòu)建應(yīng)力矩陣ω滿足以下兩個(gè)條件：
12、條件1：針對(duì)框架其對(duì)應(yīng)的應(yīng)力矩陣ω為半正定的，且滿足rank(ω)＝n-f-1，其中，r表示標(biāo)稱構(gòu)型，表示智能體之間的連接拓?fù)鋱D，n表示智能體的個(gè)數(shù)；
13、條件2：ωff是非奇異矩陣，其中ωff為ω的分塊，對(duì)應(yīng)于跟隨者，即
14、
15、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)所述步驟三中，設(shè)計(jì)的分布式編隊(duì)控制器為：
16、
17、其中，kf為正的控制增益，表示智能體i的鄰居集合，pi和pj分別表示智能體i和j的位置，ωij表示應(yīng)力矩陣ω位于i行j列的元素。
18、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例一種線性編隊(duì)協(xié)同控制裝置，包括：
19、標(biāo)稱構(gòu)型模型，用于從多智能體中選定nl個(gè)作為領(lǐng)航者，構(gòu)建可行標(biāo)稱構(gòu)型r；
20、應(yīng)力矩陣模塊，用于設(shè)定交互應(yīng)力矩陣ω，應(yīng)力矩陣與標(biāo)稱構(gòu)型r之間滿足應(yīng)力平衡關(guān)系；
21、控制器，用于根據(jù)所述交互應(yīng)力矩陣ω，計(jì)算分布式編隊(duì)控制輸入ui，實(shí)現(xiàn)線性編隊(duì)協(xié)同控制；
22、
23、其中，kf為正的控制增益，表示智能體i的鄰居集合，pi和pj分別表示智能體i和j的位置，ωij表示應(yīng)力矩陣ω位于i行j列的元素。
24、有益效果：
25、本專利技術(shù)通過設(shè)置應(yīng)力矩陣，跟隨者可以根據(jù)應(yīng)力矩陣關(guān)系，自主跟隨領(lǐng)航者決定的期望隊(duì)形運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種編隊(duì)切換，相比于傳統(tǒng)編隊(duì)控制方法中隊(duì)形切換需要廣播期望隊(duì)形的要求，所需信息更少，更加輕量化。
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1.一種線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，具體過程為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，所述可行標(biāo)稱構(gòu)型為：領(lǐng)航者的增廣標(biāo)稱構(gòu)型線性張成f維歐式空間，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，所述應(yīng)力平衡關(guān)系：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，所述步驟二中，要求構(gòu)建應(yīng)力矩陣Ω滿足以下兩個(gè)條件：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，所述步驟三中，設(shè)計(jì)的分布式編隊(duì)控制器為：
6.一種線性編隊(duì)協(xié)同控制裝置，其特征在于，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，具體過程為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，所述可行標(biāo)稱構(gòu)型為：領(lǐng)航者的增廣標(biāo)稱構(gòu)型線性張成f維歐式空間，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，所述應(yīng)力平衡關(guān)系：
...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊慶凱，張校禎，方浩，陳杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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