[发明专利]一种平移自适应保性能多智能体编队控制算法

权利要求书

1.一种平移自适应保性能多智能体编队控制算法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：系统参数设定，设定系统矩阵A和B的值以及性能函数增益矩阵Q的值；

步骤B：编队向量设定,设定一个需要实现的编队向量h(t)；步骤C：编队可行性判断,求解一个满足的矩阵K_h，如果存在满足条件的K_h，继续步骤D，如果不存在，那么系统(1)在协议(2)作用下不能实现h(t)所确定的编队，返回步骤A重新进行系统参数设定和编队向量设定；其中，A和B为系统矩阵；

系统(1)如下：

一个多智能体系统包含N个同构智能体，每个智能体动力学模型描述如下：

其中x_i(t)和u_i(t)分别是第i个智能体的状态量和控制输入，A和B为系统矩阵；

协议(2)如下：

平移自适应保性能编队控制协议描述如下：

其中h_i(t)为对应于第i个智能体的编队向量，K_h为编队向量增益矩阵，w_ik(t)为t时刻智能体k到智能体i的作用权重，N_i为智能体i的邻居集，J_r为性能优化函数，Q为性能函数增益矩阵，K_u和K_w为增益矩阵；

步骤D：求解正定矩阵P；对于给定的γ和Q，求解一个满足不等式P(A+BK_h)+(A+BK_h)^TP-γPBB^TP+2Q≤0的P；其中，γ为平移因子；Q为性能函数增益矩阵；

步骤E：求解增益矩阵；将P带入K_u＝B^TP和K_w＝PBB^TP，求解增益矩阵K_u和K_w；

步骤F：保性能值求解，根据的表达式求解保性能值，编队控制协议相关参数设计完毕；为保性能值上界；

对于任意给定的平移因子γ＞0，如果存在一个正定矩阵P^T＝P＞0，使得P(A+BK_h)+(A+BK_h)^TP-γPBB^TP+2Q≤0成立，那么多智能体系统(1)能在协议(2)的作用下实现了保性能编队控制，在此情况下，增益矩阵K_u＝B^TP，K_w＝PBB^TP，保性能值满足

其中，K_h满足h(t)为编队向量；

步骤G：保性能编队效果验证，将求得的K_h，K_u和K_w代入系统中，验证编队效果及保性能效果。