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分布式有限时间异质多智能体系统一致性研究（Matlab代码实现）

wlz249 2025-02-16 00:01:02

简介分布式有限时间异质多智能体系统一致性研究（Matlab代码实现）

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥

🏆博主优势：🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密，逻辑清晰，为了方便读者。

⛳️座右铭：行百里者，半于九十。

📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

⛳️赠与读者

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码、文章下载

⛳️赠与读者

👨‍💻做科研，涉及到一个深在的思想系统，需要科研者逻辑缜密，踏实认真，但是不能只是努力，很多时候借力比努力更重要，然后还要有仰望星空的创新点和启发点。建议读者按目录次序逐一浏览，免得骤然跌入幽暗的迷宫找不到来时的路，它不足为你揭示全部问题的答案，但若能解答你胸中升起的一朵朵疑云，也未尝不会酿成晚霞斑斓的别一番景致，万一它给你带来了一场精神世界的苦雨，那就借机洗刷一下原来存放在那儿的“躺平”上的尘埃吧。

或许，雨过云收，神驰的天地更清朗.......🔎🔎🔎

💥1 概述

在本文中，我们研究了一类由线性一阶和二阶积分器智能体以及非线性欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange，简称EL）智能体组成的异构多智能体系统的一致性问题。首先，我们在假设异构系统的参数完全已知的情况下，提出了一种分布式一致性协议。给出了达成一致的充分条件，并开发了考虑执行器饱和的一致性协议。接着，通过将自适应控制器和PD控制器相结合，我们为具有未知参数（在非线性EL动态中）的异构系统设计了一种协议。基于图论、李雅普诺夫理论和巴尔巴拉特引理（Barbalat's Lemma），证明了控制器的稳定性。此外，还提供了仿真结果来说明所获得结果的有效性。

请注意，上述结果主要处理线性异构多智能体系统，然而对于由线性和非线性智能体共同组成的复杂异构系统的一致性问题，目前关注较少，且将以往的研究成果扩展到这类异构系统并非易事。众所周知，欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange，简称EL）系统常用于描述一类机械系统，例如机器人操作臂、航天器的姿态以及行走机器人。然而，由于其固有的非线性特性，尤其是存在参数不确定性时，一阶和二阶动态系统的一致性结果不能直接应用于拉格朗日系统。例如，在多机器人系统中，由于共同的目标和动态环境，一些机器人应由线性二阶积分器方程建模，而另一些机器人则应由EL方程建模，因此需要开发新的协调协议。受此启发，本文将一致性结果扩展到由线性一阶、二阶积分器智能体和非线性EL动态智能体组成的异构系统。特别是，我们首先为完全已知参数的系统提出了一种一致性协议，随后也为未知参数系统开发了自适应一致性协议。据我们所知，目前还没有全面考虑具有非线性EL动态和未知参数的异构一致性问题的研究成果。

本文的结构如下：第2节介绍系统的模型、图论和控制目标。第3节研究完全已知参数和未知参数的异构多智能体系统的一致性问题。第4节给出仿真结果以说明控制器的有效性。最后，在第5节中得出结论。详细文章见第4部分。

结论

在本文中，我们研究了一类由线性一阶、二阶积分器智能体和非线性欧拉-拉格朗日（EL）智能体组成的异构多智能体系统。我们考虑了参数完全已知和参数未知的异构多智能体系统。得到了异构多智能体系统达成一致的充分条件，并提出了分布式协议来解决一致性问题。特别是在EL智能体存在参数不确定性的情况下，我们将PD控制器和自适应控制器相结合来处理一致性问题。我们未来的工作将关注具有更复杂通信拓扑结构的异构系统的一致性问题，例如切换拓扑或随机拓扑。

📚2 运行结果

部分代码：

x4=y(:,4); %agent3的速度1
x5=y(:,5);
x6=y(:,6); %agent4的速度1
x7=y(:,7);
x8=y(:,8); %agent5的速度1
x9=y(:,9);
x10=y(:,10); %agent6的速度1
x11=y(:,11);
x12=y(:,12);
x13=y(:,13);
x14=y(:,14); %agent3的速度2
x15=y(:,15);
x16=y(:,16); %agent4的速度2
x17=y(:,17);
x18=y(:,18); %agent5的速度2
x19=y(:,19);
x20=y(:,20); %agent6的速度2

figure(1);
plot(t,x1,t,x2,t,x3,t,x5,t,x7,t,x9);
xlabel('time(s)');ylabel('positions of agents');
legend('agent1','agnet2','agent3','agent4','agent5','agent6');

figure(2);
plot(t,x4,t,x6,t,x8,t,x10,'m--');
xlabel('time(s)');ylabel('velocities of agents');
legend('agnet3','agent4','agent5','agent6');

figure(3);
plot(t,x11,t,x12,t,x13,t,x15,t,x17,t,x19);
xlabel('time(s)');ylabel('positions of agents');
legend('agent1','agnet2','agent3','agent4','agent5','agent6');

figure(4);
plot(t,x14,t,x16,t,x18,t,x20,'m--');
xlabel('time(s)');ylabel('velocities of agents');
legend('agnet3','agent4','agent5','agent6');