本发明属于多智能体协调控制，具体涉及基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法。
背景技术：
1、多智能体协同控制是控制领域的前沿热点问题之一，在多智能体系统中，每个智能体都具有一定的感知能力，可以感知周围环境和其他智能体的状态。这种协同控制可以应用于各种领域，如无人机编队飞行、机器人协作、智能电网系统等。编队控制是协同控制领域的重要问题之一，通过设计分布式控制协议，使智能体能够到达并保持指定的几何位置。编队控制主要有两种类型：时不变编队和时变编队。时不变编队通常适用于那些编队形状相对稳定且不需要频繁调整的应用场景。但是，编队形状往往需要根据任务要求进行动态调整，以适应不同的工作场景，时变编队的灵活性使得编队系统能够适应不同的任务需求和环境变化。
2、事件触发控制是一种在工程应用中减少通信资源和计算能力的控制方法，即智能体只在满足一定触发条件时才进行数据采样和控制信号更新。这些触发条件可以基于系统状态的变化、误差的大小或其他指标来定义。通过合理设置触发条件，可以使系统在保持一定性能的同时，减少不必要的通信和计算操作，从而降低能量消耗。
3、此外，收敛速度是衡量一个控制器性能的重要标准之一，有限时间控制的目标是在预定的有限时间内使系统的状态达到所期望的目标状态的一种控制方法，但其收敛速度与初始值的大小有关，为了消除系统的初始状态对收敛时间的影响。因此，固定时间稳定的概念应用而生。
4、基于上述描述的问题，开发基于事件触发条件减少通讯成本，并且使非线性多智能体系统在固定时间内完成时变编队成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对开发基于事件触发条件，减少通讯成本，同时如何使非线性多智能体系统在固定时间内完成时变编队的问题，本发明提供了基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法。
2、为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
3、步骤1：利用图论知识，构建非线性多智能体系统的通信拓扑图，并基于拓扑图得到邻接矩阵和拉普拉斯矩阵；构建通信拓扑图的过程包括：
4、将一个领航者和n个跟随者作为一个非线性多智能体系统，其通讯关系描述为n个跟随者之间通讯关系描述为其中，v＝{v1，v2，...，vn}为图g的节点集，e＝{(vi，vj):vi，vj∈v，i≠j}为图g的边集合，为邻接矩阵；定义矩阵d＝diag[d1，...，dn]，其中，diag表示对角矩阵，图g的拉普拉斯矩阵定义为定义领航者和n个跟随者之间的通讯关系为定义表示拉普拉斯矩阵和矩阵的和，当至少有一个节点具有指向所有其他节点的有向路径，则通信图至少包含一个以领航者为根节点的有向生成树，存在一些正常数ri>0，使得rjaij＝riaji，i,j＝1,…,n。
5、步骤2：构建高阶多智能体系统的动力学模型；领航跟随者动力学模型为：
6、第i个跟随者的动力学模型描述为：
7、
8、领航者的动力学模型描述为：
9、
10、其中，分别表示跟随者的状态和控制输入；分别表示领航者的状态和控制输入，且满足函数f:为满足lipschitz条件的非线性函数。a表示系统的状态矩阵，b表示系统的控制矩阵。
11、步骤3：分布式固定时间事件触发控制器在固定时间内实现时变编队控制，设计基于多智能体系统状态的组合测量函数，并基于其设计触发测量误差的分布式事件触发函数和基于固定时间时变编队控制协议，得到收敛时间上界；
12、对于非线性多智能体系统的跟随者和领航者的动力学模型的任意初始条件xi(0)，x0(0)，设计基于固定时间时变编队控制协议使得系统满足：则系统实现了固定时间事件触发时变编队控制，其中，收敛时间t有界，其上界为一个正常数t0；
13、其事件触发的分布式固定时间事件触发控制器为：
14、
15、其中，c1>0，c2>0，c3>0，为控制中需要设计的参数；q∈(1,∞)，函数矢量sig(x)α＝[sgn(x1)|x1|α,…,sgn(xn)|xn|α]，为智能体i的最新触发时刻；n表示该多智能体系统的阶数，n表示多智能体系统跟随者的数量，rmax，rmin分别表示有向生成树的正常数的最大值与最小值；且满足黎卡提方程：atp+pa-2pbbtp+μin＝0，at表示系统的状态矩阵的转置，bt系统的控制矩阵的转置，p表示上述黎卡提方程的解，μ>0，in表示大小为n的单位矩阵，其分布式事件触发函数：
16、
17、其中，0＜ξ＜1，为待确定的参数，当ψi(t,ei(t),yi(t))≥0时，测量误差被重置为0。
18、分布式固定时间事件触发控制器能在固定时间内实现时变编队控制，收敛时间t0为：
19、
20、其中，r表示有向生成树的正常数组成的对角矩阵，p表示黎卡提方程的解，μ>0，λmax，λmin表示矩阵的最大特征值和最小特征值，表示矩阵的转置，n表示多智能体跟随者的数量，n表示多智能体系统的阶数，表示克罗尼克积，||·||2表示l2范数，(·)-1表示矩阵的逆矩阵，γ表示lipschitz常数。
21、步骤4：各个智能体之间通过通讯拓扑图进行相互通讯，在通讯过程中不断获取邻居智能体的状态空间，并且根据控制协议对自身状态进行更新；
22、步骤5：迭代运行至多智能体的状态达到期望编队形状；
23、步骤6：通过数值仿真验证控制策略的有效性。
24、与现有技术相比本发明具有以下优点：
25、本发明提供了基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法，结合固定时间控制理论，提升方法的收敛速度，引进分布式事件触发函数，更少的通信资源的消耗。
1.基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法，其特征在于，所述步骤1中构建通信拓扑图的过程包括：
3.根据权利要求1所述的基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法，其特征在于，所述步骤2构建高阶多智能体系统的动力学模型包括：领航跟随者动力学模型为：
4.根据权利要求1所述的基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法，其特征在于，所述步骤3：分布式固定时间事件触发控制器在固定时间内实现时变编队控制，设计基于多智能体系统状态的组合测量函数，并基于其设计触发测量误差的分布式事件触发函数和基于固定时间时变编队控制协议，得到收敛时间上界；
5.根据权利要求4所述的基于事件触发非线性多智能体固定时间时变编队控制方法，其特征在于，分布式固定时间事件触发控制器能在固定时间内实现时变编队控制，收敛时间t0为：
