申请/专利权人：杭州电子科技大学;杭电(海宁)信息科技研究院有限公司

申请日：2021-10-22

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114114904B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.03.18#实质审查的生效;2022.03.01#公开

摘要：本发明公开了一种有限时间和固定时间分布式事件触发一致性方法。本发明首先确定多智能体系统的通信拓扑图，并用拉普拉斯矩阵来表征智能体之间的信息交互。其次设计多智能体系统事件触发一致性协议，并定义多智能体系统的事件触发误差，并基于事件触发误差设计事件触发条件。然后选取一致性协议中适合的方向函数，选取使多智能体系统不仅实现有限时间收敛性能而且可实现固定时间收敛性能的激活函数。最后将设计的多智能体系统控制协议与事件触发机制写入每一个智能体，并通过建立的通信拓扑图实现智能体之间的分布式信息交互。本发明通过灵活设计控制器协议中的两个函数，实现不同的控制性能要求，同时有效减少控制器的更新频率，降低资源使用率。

主权项：1.一种有限时间和固定时间分布式事件触发一致性方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤A、确定多智能体系统的通信拓扑图，用拉普拉斯矩阵来表征智能体之间的信息交互；步骤B、基于梯度神经网络思想，设计多智能体系统事件触发一致性协议；步骤C、定义多智能体系统的事件触发误差，并基于事件触发误差设计事件触发条件；步骤D、选取一致性协议中适合的方向函数；步骤E、选取使多智能体系统不仅实现有限时间收敛性能而且可实现固定时间收敛性能的激活函数；步骤F、将设计的多智能体系统控制协议与事件触发机制通过编程写入每一个智能体，并通过建立的通信拓扑图实现智能体之间的分布式信息交互，实现所有智能体的有限时间和固定时间一致性稳定；所述步骤B中所设计的一致性协议如下： 其中，uit代表第i个智能体在t时刻的控制输入，代表第i个智能体的第k个触发时刻，βi、γi、gi代表需要设计的参数，0βi1，s·代表方向函数，φ·是激活函数，aij代表通信拓扑图G中邻接矩阵的元素，代表第i个智能体在时刻的状态，代表第j个智能体在时刻的状态，Ni代表与第i个智能体有通信的邻居个数，eit代表第i个智能体在t时刻的事件触发误差，fit代表第i个智能体在t时刻的事件触发函数值；所述的步骤C具体是：步骤C-1、多智能体系统的事件触发误差定义为： 步骤C-2、基于步骤C-1定义的事件触发误差设计事件触发条件： 其中，δi0代表一个常数；0βi1；所述的步骤D具体是：将方向函数选取为： 其中，ηi是一个可设计的正值，z代表此函数的自变量；此方向函数的另一种表达形式如下： 其中，z可替换成相关变量；所述的步骤E具体是：步骤E-1、激活函数φ·按如下方式选取：1φ|z|≥0；2φ|z|是关于|z|的单调递增函数；3ψ|z|＝|z|φ|z|为关于|z|的单调增函数且为凹函数；步骤E-2、选取李雅普诺夫函数为： 其中，令λ2L代表拉普拉斯矩阵L除0特征根之外最小的特征根；步骤E-3、根据触发条件对选取的李雅普诺夫函数进行求导并利用激活函数的性质得： 其中，m代表有m个智能体的qit≠0,i∈{1,…,m}，则有n-m个智能体的qit＝0,i∈{m+1,…,n}，ηmax＝maxi＝1,…,m{ηi}，∈min＝mini31,…,m{∈i}，步骤E-4、对李雅普诺夫函数的导数进行放缩得： 其中步骤E-5、取激活函数此激活函数关于|z|的泰勒展开形式为： 在此形式中，可知总存在一个正整数l*≥2，使得l*p1；由此得到该激活函数满足：φ|z|≥α|z|p以及其中，α1＝α，p1＝p，p2＝l*p1；对于φ|z|≥α|z|p，进一步放缩为： 由此，推导出有限稳定时间为： 其中，x0代表智能体的初始状态；对于进一步放缩为： 由此推导出固定收敛时间为：

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