[发明专利]基于数据驱动的多智能体协调控制方法

说明书

本发明设计基于数据驱动的多智能体协调控制方法，属于控制科学与工程领域。其包括以下步骤：(1)采集智能体的输入输出数据以及基于有向网络拓扑的相邻智能体的输出数据；(2)基于输入输出数据构建Hankel矩阵，基于子空间辨识方法，利用QR分解，求解相关参数建立输入输出关系模型；(3)引入柔化因子，针对某一性能指标，优化求解控制律。该控制策略可以应用到确定性有向拓扑结构的多智能体的协调一致性控制中。

技术领域

本发明设计一类基于数据驱动的多智能体协调控制方法，针对串联结构固 定拓扑结构的多智能体系统设计协调一致性控制协议，属于控制科学与工程领 域。

背景技术

多智能体系统是由具有计算、传感通讯和移动能力的自主智能体通过网络 通信而关联成的大系统。智能体之间进行信息传递。虽然单个系统的处理能力 有限，但整体的关联系统能以协调的方式完成各种各样的空间分布传感任务， 例如任务分配、负荷传输，角色指派、搜寻和营救、监察、环境探测和开发等。

随着多智能体系统的广泛应用，分布式协调控制也备受国内外研究人员的 青睐。采用分布式控制方式能够把整个系统的优化问题分散到各个子系统中去 解决，适用于各子系统间动态独立的对象。设计分布式控制器从而实现所期望 的协调行为成为研究的热点。现有的大部分成果分别从智能体模型、网络拓扑、 所采用的控制方案以及所完成的协调任务等不同的视角出发，探讨多智能体协 调控制问题。目前主要通过获取邻接矩阵信息，基于模型的方式设计协调控制 器。但是由于多智能体的系统的模型尤其是异构多智能体系统，基于模型的协 调一致性控制协议增加了控制器设计的难度，同时，智能体在协调工作过程中， 需要通过有线或是无线传输方式。如：双绞线，同轴电缆，蓝牙，zigbee等方式进行信息的交互，信息传输距离并不很远，当前智能体可以通过相邻智能体获 得更多的智能体的信息，由于不同的智能体对当前智能体的影响权重不同，需 要加以区分。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是针对串联结构的多智能体系统提供一类基 于数据驱动的多智能体系统设计协调一致性控制协议。

本发明采取如下技术方案：一类基于数据驱动的多智能体协调控制方法，其包 括如下步骤：

(1)采集每个智能体的输入输出数据，并获取基于有向信息传输的多智能 体系统的邻接矩阵；

(2)基于输入输出数据构建Hankel矩阵，基于子空间辨识方法，利用QR 分解方法获取输入-输出之间的函数关系；

(3)针对某一性能指标，优化求解控制律。

所述步骤(1)当前智能体不仅获取相邻智能体的信息，同时能够通过相邻 智能体获取其他智能体的信息。

所述步骤(2)在构造Hankel矩阵时，根据智能体的特征，设定输入数据和 输出数据的维数，从而确定输出输出的关系。

所述步骤(3)考虑相邻智能体信息对当前智能体的影响权重不同，控制设 计时，引入加权因子，使得多智能体系统能够优先考虑局部智能体系统的协调 一致性同时兼顾整个系统的协调性。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、基于实际的通信网络， 当前智能体不仅能够获得相邻智能体的信息，更能够通过相邻智能体获得其他 智能体的信息，从而有利于提高多智能体系统的协调一致性。2、引入加权因子， 区分临近区域和较远区域智能体信息对当前智能体的影响，提高多智能体系统 的协调一致性

附图说明

图1串联系统结构示意图

具体实施方式