[发明专利]一种具有模型不确定性的多智能体一致性控制方法

说明书

本发明公开了一种具有模型不确定性的多智能体一致性控制方法，降低了智能体处理器的计算处理负荷和多智能体之间的通信频次，每次的数据通信量也得以减少，在通信频次和单次数据通信量均得以减少的通信机制下，大大减轻了网络传输负载，取代原有的使用数值微分来近似计算时滞状态导数的协议，选取适当的采样周期来确保一致性的实现，从而提高了系统的稳定性，并且还采用了结合自运行控制策略和基于模型不确定性的自调整控制策略的一致性控制调度方案，从而有效的解决了现有技术中依赖于实时连续信息交换的多智能体一致性控制方式在现实网络应用条件中难以实施或出现多智能体协同控制混乱的问题。

技术领域

本发明涉及多智能体控制技术领域，具体是一种具有模型不确定性的多智能体一致性控制方法。

背景技术

近年来，随着计算机网络、电子通信、生物科技、自动化控制和人工智能等诸多学科的交叉发展，多智能体网络作为分布式系统控制技术的核心，日益吸引了众多研究学者的关注和浓厚兴趣。多智能体网络即是人工智能研究的一个重要分支，也是复杂系统研究中的一类十分重要的方向。

首先，给出智能体的定义，智能体是指具有独立的传感器、处理器和通信元件的单个设备或机器，并具有一定的自组织能力、学习能力和推理能力。故，多智能体系统是指一个由多个智能体组成的通信网络，在该网络模型中，各个智能体之间可以根据网络的拓扑规则来互相通信，从而达到合作、协调、调度、管理以及控制整个网络系统的目的。所以，多智能体网络能够有效地处理现实世界中分布式动态变化网络的控制问题，对解决网络中的复杂性问题有明显的优势。多智能体网络已被广泛应用于工业、农业、国防军事和日常生活当中，并成为一种对复杂系统进行分析、设计和建模的行之有效的方法和工具。综上所述，多智能体之间的相互合作能够以更小的代价完成更复杂的工作，多智能体系统在不同社会技术领域的应用，有助于推动社会发展，提高人们生活质量，提升各不同技术领域的现代化程度。

多智能体网络协同控制的一个核心研究问题就是控制其集体行为保持预期，即一致性控制问题。一致性控制是指对某种群体行为的控制，在这个群体中，所有个体通过一个局部的分布式协议渐进地达到一个预期的、确定的状态，这种行为与所有个体的初始设定值是否相同无关。多智能体的一致性控制在编队控制、群集控制、聚集蜂拥和联合控制领域都有着广泛的应用。随着经济与科技的发展，无人机群控制、机器人群编队、无线传感网控制及拥塞控制等等领域都用到多智能体思想建模。其中，一致性控制问题又是多智能体网络控制的基础核心问题，故研究多智能体的一致性控制问题具有重要的意义。

至今，多智能体网络内部的信息交互方式大多都依赖于各个智能体之间状态信息的实时连续交换，实现时间连续调度的信息采样和交互控制方式。随着数字化网络的不断发展，网络带宽在不断扩大的同时，网络上各种终端节点也成几何态势增长，从节约和合理利用网络资源的角度来看，时间连续调度的信息采样方式已经不太适用了。若多智能体系统在一个稳定平稳的状态下运行，无需采样，那么这种时间连续调度的信息采样和交互控制方式的弊端则得以显现，即，一是浪费智能体处理器的计算处理资源，二是浪费了多智能体之间通信的网络带宽资源。

不仅如此，现有多智能体系统需要依赖于实时连续信息交换的一致性控制方式，在实际应用中也遇到了挑战和困难。因为，在很多户外的现实网络条件下，由于受到网络通信环境的限制，网络通信带宽和传输速率有限，甚至在部分时间段无法进行有效的信息传输，因此各个智能体控制器之间精确的状态信息值难以实现实时连续的相互交换，这就导致依赖于实时连续信息交换的多智能体一致性控制方式在很多现实网络应用条件中难以实施，或者出现多智能体协同控制混乱等问题。

因此，如何改进多智能体的一致性控制方法，以降低智能体处理器的计算处理负荷，减轻网络传输负载，在降低多智能体之间通信频次的前提下，同时确保多智能体一致性控制的有效性，成为了多智能体一致性控制技术领域的一个重要研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有模型不确定性的多智能体一致性控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。