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面向高速列车的协同算法:鲁棒制动控制方法

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:控制目标是设计算法 ui使式中各个智能体的速度和位移状态达到一致。特别有:标注 2.4:上述推导过程是一个双积分器二阶系统的标准一致性协议。通过该例计算发现:一致性算法的设计不依赖系统的内部结构,通过相邻智能体之间位置和速度信息的交换实现状态变量的一致性,也有文献上提到过一致性算法其实是被控对象状态的更新率,通过实时通信,更新状态达到最终一致。这也是一致性算法被广泛应用在多智能体控制的重要原因。

面向高速列车的协同算法:鲁棒制动控制方法

考虑由N 个二阶系统组成的动态系统:

式中,xi 和 vi 分别表示第i 个智能体的位移和速度;ui为系统的控制输入。

控制目标是设计算法 ui使式(2-20)中各个智能体的速度和位移状态达到一致。即当时间t →∞时,存在:

设计基本一致性协议:

其中,γ 是一个待设计参数,将上述一致性协议代入式(2-20)中得

其中,X=[x1,x2,…,xn];V=[v1,v2,…,vn];L 表示系统的拉普拉斯矩阵,经过计算后得到式(2-23)的特征方程为(www.xing528.com)

其中,λi(L)表示拉普拉斯矩阵L 的特征根,其表达式为

对上述二阶系统设计一致性协议,得到如下结论:

结论2.1:式(2-22)实现一致性的充分必要条件是线性系统式(2-23)有两个0 特征根,其他特征根具有负实部[12]。特别有:

标注 2.4:上述推导过程是一个双积分器二阶系统的标准一致性协议。通过该例计算发现:一致性算法的设计不依赖系统的内部结构,通过相邻智能体之间位置和速度信息的交换实现状态变量的一致性,也有文献上提到过一致性算法其实是被控对象状态的更新率,通过实时通信,更新状态达到最终一致。这也是一致性算法被广泛应用在多智能体控制的重要原因。

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