北京理工大学王钢获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种数据驱动的多智能体系统自触发跟踪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:CN115629544B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-24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:202211331357.9,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种数据驱动的多智能体系统自触发跟踪控制方法是由王钢;李依霏;孙健;陈杰;王信设计研发完成,并于2022-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种数据驱动的多智能体系统自触发跟踪控制方法在说明书摘要公布了:本发明公布了一种数据驱动的多智能体系统自触发跟踪控制方法,解决了有向通信拓扑下,未知模型的领导跟随多智能体系统一致性跟踪控制问题。首先。提出了一种分布式数据驱动自触发通信机制,实现在当前触发时刻仅利用数据决定下一个触发时刻,避免了连续状态检测,节约了计算和通信资源;其次,本方案在保证多智能体系统渐近一致跟踪的基础上,避免了智能体间连续通信,有效减少了通信负荷,进一步节约了资源;最后,本方案提供了一种仅利用状态‑输入数据联合设计控制器和触发矩阵的方法,消除了传统控制对系统模型的依赖,首次实现了针对未知多智能体系统的自触发一致性跟踪控制。
本发明授权一种数据驱动的多智能体系统自触发跟踪控制方法在权利要求书中公布了:1.一种数据驱动的多智能体系统自触发跟踪控制方法,其特征在于包括步骤: S100,对多智能体系统设计分布式自触发一致性跟踪控制策略,控制策略包含一个状态反馈控制器和一个基于模型的分布式自触发通信机制; S200,通过离线实验收集多智能体系统的状态数据和输入数据,建立跟踪误差的闭环提升系统,构建数据驱动的提升系统参数化表示; S300,根据步骤S100中的基于模型的分布式自触发通信机制以及步骤S200中构建的数据驱动的提升系统参数化表示,设计数据驱动的分布式自触发通信机制; S400,建立基于数据的稳定性判据,并根据建立的基于数据的稳定性判据设计步骤S100中状态反馈控制器中的增益矩阵,同时还设计步骤S300中得到的数据驱动的分布式自触发通信机制的触发矩阵,实现数据驱动的多智能体系统自触发跟踪控制; 所述的多智能体系统是N+1个智能体构成,其中,1个智能体为领导者,N个智能体为跟随者,领导者的动力学模型为: x0t+1=Atrx0t 跟随者的动力学模型为: xit+1=Atrxit+Btruit,i=1,2,…,N 其中,表示领导者的状态;和分别表示跟随者i的状态向量和控制输入,真实系统矩阵Atr,Btr均是恒定的、可镇定和未知的;各智能体之间的连通关系由一个以领导者为根节点的有向生成树来描述; 所述的步骤S100中,状态反馈控制器具体设计如下: S111,利用局部间歇信息,设计状态反馈控制器,具体为: 其中,为待设计的反馈增益矩阵;是跟随者i的第k次触发的时刻;aij是邻接矩阵的第i行、第j列的元素; 所述的步骤S100中,基于模型的分布式自触发通信机制的设计如下: S112,假设领导者未配置触发装置,对于跟随者i,假设是第一次触发时刻,触发时刻序列由下式确定: 其中,触发函数设计为: 其中,为待设计的正定对称矩阵;σ为正常数;为跟随者i的第k个事件触发间隔;表示在时刻与时刻之间的状态误差;符号表示矩阵的转置; 所述的步骤S300中,数据驱动的分布式自触发通信机制,具体为: 其中,数据驱动触发函数设计为: 其中, 所述的步骤S200中,数据驱动的提升系统参数化表示的构建步骤为: S211,在时间间隔T∈{0,1,…,ρ}内,多智能体系统的状态数据和输入数据由下述受干扰的开环系统通过开环实验测量得到: xiT+1=Atrxit+BtruiT+EwiT 其中,是一个已知矩阵,用于模拟噪声wit对该系统影响; S212,定义跟随者i和领导者的跟踪误差δit:=xit-x0t,根据步骤S111中设计的反馈控制器,跟踪误差闭环系统的动力学方程满足: 那么,在触发时刻,该闭环系统的状态由下述切换系统控制: 其中,为提升控制器增益;和为提升系统矩阵; S213,根据预先收集的每个智能体i输入-状态数据跟踪误差的定义计算并收集跟踪误差数据按如下方式堆叠以形成矩阵: Δi:=[δi0δi1…δiρ-1] Wi1:=[wi0wi1…wiρ-1] S214,定义能够解释智能体i的数据的所有提升矩阵As,Bs所在的集合为 其中,s=1时E1:=E,时Es:=I; S215,通过构造噪声模型,对未知的噪声上界加以限制,具体为: 其中,和为适当维度下的已知矩阵,s=1时时 S216,得到基于数据驱动的提升系统参数化表示为: 其中,
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