[发明专利]一种基于信息交互的多智能体故障检测与补偿控制方法

摘要

本发明针对目前分布式多智能体系统易发生故障，且无简便可行的实时故障处理方案这一问题，提出一种基于信息交互的分布式实时故障检测与补偿控制方法。步骤一、系统及故障建模：所述建模包括节点动力学模型，信息交互模型，典型故障模型；步骤二、基于信息交互的多智能体实时故障检测；步骤三、基于Gossip算法的信息整合与处理；步骤四、面向控制量的补偿量计算与施加；步骤五、设计基于二跳信息的连通性保持：从信息交互模型出发，对故障节点间的通信内容进行分析，通过利用其中的二跳信息，建立虚拟的信息传输通路，保证故障处理方案不会影响系统的正常工作。

主权项

一种基于信息交互的分布式实时故障检测与补偿控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、系统及故障建模：所述建模包括节点动力学模型，信息交互模型，典型故障模型；其中节点动力学模型采用单积分器模型，通过一阶微分方程描述节点的运动状态；信息交互模型采用无向图描述，即节点间均可以双向通信，各个独立智能体借此进行信息交互，完成系统控制任务；典型故障模型包括现实中智能体常出现的故障类型；步骤二、基于信息交互的多智能体实时故障检测：从步骤一所述的节点动力学模型的表达式中选取相关的状态变量作为对节点运行状态的描述；通过设定门限函数，对节点的运行状态进行划分，区别正常节点与故障节点；同时单个节点借助步骤一所述的信息交互模型获得其邻接节点的状态信息，并通过检测算法检测其是否发生故障，形成单节点的检测结果；步骤三、基于Gossip算法的信息整合与处理：由于通信丢包，时滞等问题的存在，步骤二中单节点检测结果受环境影响较大，可信度不高；因此利用Gossip算法，将单节点检测结果进行信息整合，获得可靠性更高的综合检测结果，并将此作为对节点运行状态的最终判断依据，用以区分正常节点与故障节点；步骤四、面向控制量的补偿量计算与施加：若检测到故障节点，则通过相应操作将故障节点隔离，同时从故障节点对其邻接节点控制量的影响出发，设计相关的计算方案，获得补偿量的值，并加至原控制量中，借以抵消故障节点对系统产生的影响；步骤五、设计基于二跳信息的连通性保持：从信息交互模型出发，对故障节点间的通信内容进行分析，通过利用其中的二跳信息，建立虚拟的信息传输通路，保证故障处理方案不会影响系统的正常工作。