【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于協(xié)同控制領域，具體涉及一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法及參數(shù)估計器。
技術介紹
1、利用關聯(lián)信息計算目標信息是估計的基本思路，近年來，多智能體系統(tǒng)得到了蓬勃發(fā)展，多智能體的協(xié)同估計問題也映入了人們的眼簾，如基于uwb的協(xié)同定位問題，就要求一群智能體根據(jù)自身與目標的距離信息，協(xié)同確定目標的方位。
2、編隊控制作為一種描述多智能體協(xié)同協(xié)同行為的優(yōu)雅方式，也存在協(xié)同估計的問題，如根據(jù)鄰居的變化估計現(xiàn)在對隊形尺寸參數(shù)等。但是尺寸參數(shù)是簡單的單參數(shù)，在近年來被提出的仿射編隊控制中，可以利用一個仿射變換矩陣描述隊形，該仿射變換矩陣的估計就顯得困難了不少，目前還沒有相關的估計方法的研究。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術針對多智能體協(xié)同控制問題，提出一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法及參數(shù)估計器，能夠?qū)崿F(xiàn)對智能體參數(shù)的準確估計。
2、實現(xiàn)本專利技術的技術方案如下：
3、第一方面，本申請實施例一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，具體過程為：
4、構(gòu)建可行標稱構(gòu)型：領航者的標稱構(gòu)型rl線性張成f維歐式空間；
5、構(gòu)建可測拓撲：令智能體之間的拓撲滿足：(1)跟隨者之間的拓撲圖為無向連通，(2)所有位移可測的邊對應的標稱隊形線性張成f維歐式空間；
6、時變隊形形狀參數(shù)估計器設計：基于全部智能體有一致估計結(jié)果，且智能體i的全部邊與局部估計結(jié)果對應的局部隊形相同，設計隊形狀態(tài)參數(shù)估計器；
7、時變編隊平移參
8、進一步地，本專利技術所述設計的分布式時變隊形參數(shù)估計器設計為：
9、
10、其中，α為一個正的控制增益，增益γi滿足γi＞2miδ2，增益k滿足k＞δ1，其中δ2表示領航者速度的上界，δ1表示期望時變隊形的變化上界，即有δ1＝||x*||2，mi表示跟隨者i可測的領航者位移數(shù)量，集合由所有可以測量領航者位移的跟隨者構(gòu)成，集合由所有不能測量領航者位移的跟隨者構(gòu)成，表示智能體i的所有跟隨者鄰居構(gòu)成的集合，包含所有智能體i可測的領航者的邊，pjk＝pj-pk，pj和pk分別表示智能體j和k的位置，包含所有智能體i可測的領航者的邊所對應的標稱構(gòu)型，rjk＝rj-rk，rj和rk分別表示智能體j和k的標稱構(gòu)型，||?||∞表示無窮范數(shù)，id表示d維單位矩陣。
11、進一步地，本專利技術所述設計的分布式時變編隊平移參數(shù)估計器設計為：
12、
13、其中σ1，σ2和σ3為三個增益，滿足σ1＞0，σ2＞nfδ3，σ3＞0。其中，nf表示跟隨者智能體的數(shù)量，表示平移參數(shù)的變化上界，表示智能體i的所有跟隨者鄰居構(gòu)成的集合，表示智能體i的所有領航者鄰居構(gòu)成的集合。
14、進一步地，本專利技術還包括基于所述隊形參數(shù)估計器和平移參數(shù)估計器，進行控制器的設計。
15、進一步地，本專利技術所述控制器設計為：
16、
17、其中，ρ為一個正的控制增益，xi和分別表示智能體i對向量化隊形形狀參數(shù)x*的估計和估計的導數(shù)；yi和分別表示智能體i對向量化編隊平移參數(shù)y*的估計和估計的導數(shù)，ri和分別表示智能體i的標稱隊形和標稱隊形導數(shù)。
18、第二方面，本申請實施例一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計器，所述參數(shù)估計器為分布式時變隊形參數(shù)估計器，
19、
20、
21、其中，α為一個正的控制增益，增益γi滿足γi＞2miδ2，增益k滿足k＞δ1，其中δ2表示領航者速度的上界，δ1表示期望時變隊形的變化上界，即有δ1＝||x*||2，mi表示跟隨者i可測的領航者位移數(shù)量，集合由所有可以測量領航者位移的跟隨者構(gòu)成，集合由所有不能測量領航者位移的跟隨者構(gòu)成，表示智能體i的所有跟隨者鄰居構(gòu)成的集合，包含所有智能體i可測的領航者的邊，pjk＝pj-pk，pj和pk分別表示智能體j和k的位置，包含所有智能體i可測的領航者的邊所對應的標稱構(gòu)型，rjk＝rj-rk，rj和rk分別表示智能體j和k的標稱構(gòu)型。
22、第三方面，本申請實施例一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計器，所述參數(shù)估計器為分布式時變編隊平移參數(shù)估計器，
23、
24、其中，σ1，σ2和σ3為三個增益，滿足σ1＞0，σ2＞nfδ3，σ3＞0，nf表示跟隨者智能體的數(shù)量，表示平移參數(shù)的變化上界，表示智能體i的所有跟隨者鄰居構(gòu)成的集合，表示智能體i的所有領航者鄰居構(gòu)成的集合。
25、第四方面，本申請實施例提供一種多智能體時變線性編隊控制器，該控制器ui為
26、
27、其中，ρ為一個正的控制增益，xi和分別表示智能體i對向量化隊形形狀參數(shù)x*的估計和估計的導數(shù)；yi和分別表示智能體i對向量化編隊平移參數(shù)y*的估計和估計的導數(shù)，ri和分別表示智能體i的標稱隊形和標稱隊形導數(shù)。
28、有益效果：
29、第一、本專利技術的能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的隊形變換，相比于縮放編隊控制、仿射編隊控制方法僅支持一個縮放參數(shù)和一個正方形變換矩陣，本專利技術提出的基于時變隊形形狀參數(shù)估計器的設計，擴展了變換矩陣，支持更多類型的隊形，在基于局部隊形參數(shù)的估計結(jié)果之下，通過對比變換后隊形位置與實際位置差異，進行了誤差驅(qū)動的平移參數(shù)估計器涉及，使得本專利技術更具有一般性和普適性。
30、第二、本專利技術能夠解決局部非完整測量的協(xié)同估計問題，具體而言，本專利技術中待估計的編隊參數(shù)信息不能被一個智能體完整獲取，相比于可以被完整獲取的，如隊形縮放參數(shù)、旋轉(zhuǎn)參數(shù)，是更復雜的，而本專利技術提出的分布式估計方法能夠解決該挑戰(zhàn)性問題，因此在理論上具有先進性。
31、第三、本專利技術所考慮的待估計量是時變的，相比于通常的估計時不變量，本專利技術所研究問題是更復雜的，因此是具有挑戰(zhàn)性和前沿性的。
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1.一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，具體過程為：
2.根據(jù)權利要求1所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，所述設計的分布式時變隊形參數(shù)估計器設計為：
3.根據(jù)權利要求1所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，所述設計的分布式時變編隊平移參數(shù)估計器設計為：
4.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，還包括基于所述隊形參數(shù)估計器和平移參數(shù)估計器，進行控制器的設計。
5.根據(jù)權利要求4所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，所述控制器設計為：
6.一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計器，其特征在于，所述參數(shù)估計器為分布式時變隊形參數(shù)估計器，
7.一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計器，其特征在于，所述參數(shù)估計器為分布式時變編隊平移參數(shù)估計器，
8.一種多智能體時變線性編隊控制器，其特征在于，該控制器基于權利要求6-7實現(xiàn)，控制器ui為
【技術特征摘要】
1.一種多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，具體過程為：
2.根據(jù)權利要求1所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，所述設計的分布式時變隊形參數(shù)估計器設計為：
3.根據(jù)權利要求1所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，所述設計的分布式時變編隊平移參數(shù)估計器設計為：
4.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述多智能體時變線性編隊參數(shù)估計方法，其特征在于，還包括基于所述隊形參數(shù)估計器和平移參數(shù)...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊慶凱，張校禎，方浩，陳杰，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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