基于雙模式模型預(yù)測控制算法的多智能體編隊控制

張穎++王明興

DOI：10.13340/j.jsmu.2016.04.015

文章編號：1672-9498（2016）04008205

摘要：在對多智能體的編隊控制上，當(dāng)輸入和系統(tǒng)狀態(tài)受到約束時，模型預(yù)測控制算法比傳統(tǒng)的輸入輸出反饋線性化控制算法具有顯著的優(yōu)勢，但傳統(tǒng)的模型預(yù)測控制算法需要在線優(yōu)化控制，從而導(dǎo)致巨大的在線負(fù)擔(dān).為減小這種在線負(fù)擔(dān)，提出一種雙模式模型預(yù)測控制算法.該算法使用模型預(yù)測控制器對控制變量進(jìn)行在線優(yōu)化，使得未來某時刻的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)入終端約束集內(nèi)；此時將系統(tǒng)狀態(tài)作為輸入輸出反饋線性化控制器的輸入，將系統(tǒng)狀態(tài)驅(qū)動到穩(wěn)定值；在目標(biāo)函數(shù)中加入避碰函數(shù)來有效避免鄰近多智能體間的碰撞.仿真結(jié)果表明，當(dāng)輸入和狀態(tài)受到約束時，雙模式模型預(yù)測控制算法在對多智能體編隊控制上比僅使用輸入輸出反饋線性化控制算法具有明顯的優(yōu)勢.

關(guān)鍵詞：

多智能體； 編隊控制； 雙模式； 模型預(yù)測控制； 反饋； 避碰

中圖分類號： TP242 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

3結(jié)束語

當(dāng)設(shè)定領(lǐng)航智能體的初速度vi<0時，基于輸入輸出反饋線性化控制器的多智能體跟隨控制的偏差較大，很難實(shí)現(xiàn)一些編隊控制.使用模型預(yù)測控制可改善多智能體跟隨控制的精度，有效實(shí)現(xiàn)編隊控制.雙模式模型預(yù)測控制算法在結(jié)合輸入輸出反饋線性化控制器后，能有效降低模型預(yù)測控制在線優(yōu)化的計算量，有利于實(shí)現(xiàn)大型多智能體編隊系統(tǒng)的實(shí)時控制.

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