[发明专利]一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法

权利要求书

1.一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)根据智能体空间分布确定领导者与追随者；

(2)根据外部切换拓扑期间得到的故障信息，确定故障类型，将故障模型加入到追随者的动态模型当中；

(3)构造领导者与追随者之间的拓扑交互结构；

(4)基于智能体之间的相邻误差构造容错时变编队追踪控制协议；

(5)获得多智能体完成编队追踪所需的可行性条件；

(6)基于多智能体中领导与追随者模型，集合X拓扑关系，编队可行性条件，设计容错时变编队追踪的多智能体模型，并且给出自适应更新公式中所需的参数；

(7)构建智能体的控制模型，实现在多个领导者与切换拓扑下的容错时变编队追踪控制。

2.根据权利要求1所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(1)中，所有知情追随者都是消息灵通的追随者，追随者之间的信息交互渠道是无方向的，对于每一个消息不灵通的追随者而言，至少存在一个消息灵通的追随者与它连接。

3.根据权利要求1所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(2)中，故障类型分为四种情况：

情况1：当ρ_id(t)＝1且u_bid(t)＝0系统不存在故障；

情况2：当0＜ρ_id(t)＜1且u_bid(t)＝0时只存在失效故障；

情况3：当ρ_id(t)＝1且u_bid(t)≠0时系统只存在偏置故障；

情况4：当0＜ρ_id(t)＜1且u_bid(t)≠0时系统既存在失效故障也存在偏置故障。

4.根据权利要求1所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(4)中，所述容错时变编队追踪控制协议为：

其中，

与是自适应性参数，P是一个正定矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(4)中，正定矩阵P由线性不等式求得，其中线性不等式(A,B)是稳定的并且

6.根据权利要求1所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(5)中，所述编队的可行性条件的补偿输入v_i(t)，通过求解，假设存在补偿输入v_i(t)满足上述公式则可以继续，否则形成的编队对于在容错协议下的多智能体系统是行不通的。

7.根据权利要求1所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(6)中，所述自适应性参数包括分别通过如下公式计算：

8.根据权利要求7所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，其中容错控制协议的局部编队追踪误差ξ_i(t)i∈F通过下列公式计算：

其中，协调变量θ_i(t)是基于期望时变编队h_i(t)来定义的，定义编队的协调变量为θ_i(t)＝x_i(t)-h_i(t)i∈F；

在多智能体运行期间，追随者的时变编队偏移向量h_i(t)，需要满足下述条件：对于任意给定有界初始状态，如果存在一个正常数a_k(k∈E)满足可以实现具有多个领导者的编队追踪控制；

代表编队参考函数。

9.根据权利要求1所述的一种多领导者与切换拓扑下的多智能体容错编队跟踪控制方法，其特征在于，步骤(7)中，带有执行器故障的追随者动力学模型：