[发明专利]一种含有对抗因素的多智能体一致性控制方法

说明书

本发明公开了一种含有对抗因素的多智能体一致性控制方法，包括：步骤一、建立含有外部系统的线性系统数学模型；步骤二、针对一阶多智能体线性系统，引入全局位置向量d_i，建立介入四部分对抗一致性的线性系统模型；步骤三、设计相应的介入四部分对抗一致性控制器；步骤四、运用控制器达到介入四部分对抗一致性。本发明含有对抗因素的多智能体一致性控制方法，其考虑了多智能体系统合作/对抗关系共存情况下，四部分对抗一致性问题，其在四部分对抗一致性的基础上加入一个虚拟的领导者进行调节和指导，由此达到介入四部分对抗一致性，且多智能体系统达到介入四部分对抗一致时，所有状态是收敛到某一设定值d_i的。

技术领域

本发明涉及多智能体系统控制技术领域，特别涉及一种含有对抗因素的多智能体的控制方法。

背景技术

多智能体系统中的一致性问题研究虽然已有较长的历史，但鉴于其潜在的应用价值，多智能体系统一致性问题在近年来也引起了不同领域的广泛关注，其研究的深度和广度也不断提高。然而，在一些现实世界的情形中，某些智能体之间相互协同合作，而与另外一些智能体之间竞争或者对抗，这种情形在社会网络理论中较为常见。这种网络被称为对抗网络，它们可以通过符号图来表示，此时连接智能体之间的权值可能为正值或者负值。其中联系两个智能体之间的边，权值为正值的表示朋友、协作、信任、喜欢的关系，权值为负值的表示敌人、对抗、不信任、不喜欢的关系，因此一致性概念进一步得到扩展。

由此可见，合作/对抗关系共存的状态是自然界常见的。目前对合作/对抗关系共存的多智能体网络系统的研究结果是有限的，对于四组对抗智能体的一致性研究更是少之又少，而四组对抗一致性的研究也是同样具有很高的研究价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种含有对抗因素的多智能体一致性控制方法，以实现控制合作/对抗关系共存情况下的一阶线性多智能体系统，使得能够达到介入四部分对抗一致性，并且系统是渐进稳定的。

本发明含有对抗因素的多智能体一致性控制方法，包括：

步骤一、建立含有外部系统的线性系统数学模型

定义无向图G(A)的每个节点是一个智能体，并由n个智能体组成一个系统；每条边(s_i,s_j)∈ε代表了智能体s_i和智能体s_j一条有效的信息通道，并定义第i个智能体为如下的动态系统：

式中其中x_i表示智能体s_i的状态，u_i表示控制输入；同时引入一个虚拟的领导者，所述虚拟领导者用于调解和指导四组智能体，该虚拟领导者是由一阶外部系统来描述的，且满足如下条件：

式中x₀(t)和v₀(t)分别表示外部系统的状态和输入；

步骤二、针对一阶多智能体线性系统，引入全局位置向量d_i，建立介入四部分对抗一致性的线性系统模型；

对于四组对抗的多智能体，分别表示为V₁,V₂,V₃和V₄，它们共同组成整个多智能体系统V，其中V＝V₁∪V₂∪V₃∪V₄，所有智能体的状态满足：

其中d_i为全局位置向量，在初始设定；为正的常数；

步骤三、设计相应的介入四部分对抗一致性控制器；