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龙图腾网恭喜之江实验室申请的专利一种状态与控制约束下的异构多智能体系统协同控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119310916B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411861414.3，技术领域涉及：G05B19/042；该发明授权一种状态与控制约束下的异构多智能体系统协同控制方法是由伍光宇;钟景山;葛海文设计研发完成，并于2024-12-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种状态与控制约束下的异构多智能体系统协同控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种状态与控制约束下的异构多智能体系统协同控制方法，该方法包括：根据异构多智能体系统中各个智能体的系统矩阵和控制矩阵计算补偿系统矩阵以及各个智能体的运动状态、补偿状态和补偿状态反馈矩阵；利用各个智能体的运动状态、补偿状态和补偿状态反馈矩阵为其设计协同控制律，以使各个智能体的运动状态与补偿状态间的状态误差收敛到零；各个智能体通过补偿状态约束与一致性约束寻找最佳的耦合系数，以为各个智能体构造分布式控制律；根据各个智能体对应的协同控制律和分布式控制律获取对应智能体下一时刻的运动状态和补偿状态，实现对智能体的运动控制。本发明能够同时处理控制与状态约束，且计算成本低，实时性高。

本发明授权一种状态与控制约束下的异构多智能体系统协同控制方法在权利要求书中公布了：1.一种状态与控制约束下的异构多智能体系统协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1根据异构多智能体系统中各个智能体的系统矩阵和控制矩阵计算补偿系统矩阵以及各个智能体的运动状态、补偿状态和补偿状态反馈矩阵；2利用各个智能体的运动状态、补偿状态和补偿状态反馈矩阵为其设计协同控制律，以使各个智能体的运动状态与补偿状态间的状态误差收敛到零；所述步骤2包括以下子步骤：2.1对于每个智能体，利用该智能体的运动状态、补偿状态和补偿状态反馈矩阵为该智能体设计协同控制律，表示为： 式中，Ki表示第i个智能体的m×n维状态误差反馈矩阵，uik表示i个智能体在k时刻的m维控制输入，xik表示第i个智能体在k时刻的n维运动状态，表示第i个智能体在k时刻的n维补偿状态，Li表示第i个智能体的n×m维补偿状态反馈矩阵；2.2将每个智能体实际的运动状态与补偿状态之间的误差定义为该智能体的状态误差，根据该智能体的状态误差获取该智能体的误差系统方程；2.3基于每个智能体的误差系统方程，以该智能体的状态误差收敛到零为优化目标，求解公式13所示的矩阵黎卡提方程，以获取该智能体对应的矩阵黎卡提方程的唯一解； 式中，Pi表示第i个智能体对应的矩阵黎卡提方程的唯一解，权矩阵Qi表示第i个智能体的n×n维半正定矩阵，权矩阵Ri表示第i个智能体的m×m维正定矩阵，上标T表示矩阵或向量的转置，Ai表示第i个智能体的n×n维系统矩阵，Bi表示第i个智能体的m×m维控制矩阵；2.4对于每个智能体，根据其对应的矩阵黎卡提方程的唯一解获取其状态误差反馈矩阵，表示为： 2.5将步骤2.4获得的智能体的状态误差反馈矩阵代入该智能体对应的协同控制律中，以获取状态误差收敛到零的最佳协同控制律；3各个智能体通过补偿状态约束与一致性约束寻找最佳的耦合系数，以为各个智能体构造分布式控制律；所述步骤3包括以下子步骤：3.1确定各个智能体的补偿状态约束，具体为：在k时刻，智能体i的运动状态xik已知，其控制输入满足约束条件||uik||≤βi，为使k+1时刻的运动状态满足约束条件||xik||≤αi，则k时刻的补偿状态应满足如下补偿状态约束条件： 其中，αi表示状态约束的边界值，βi表示控制约束的边界值；3.2通过使智能体i的补偿状态与其邻居智能体j的补偿状态趋于一致以确定补偿系统的控制目标；3.3根据补偿系统的控制目标以及补偿系统矩阵求解公式21所示的矩阵黎卡提方程，以获取领航者对应的矩阵黎卡提方程的唯一解； 式中，P0表示领航者对应的矩阵黎卡提方程的唯一解，权矩阵Q0表示领航者的n×n维半正定矩阵，权矩阵R0表示领航者的m×m维正定矩阵，A0表示n×n维补偿系统矩阵；3.4根据领航者对应的矩阵黎卡提方程的唯一解获取补偿系统的反馈矩阵，表示为：K0＝-R0+P0-1P0A022式中，K0表示补偿系统的反馈矩阵；3.5智能体i和智能体j之间的耦合系数满足一致性约束条件，表示为： 式中，cijk＞0为k时刻的智能体i和智能体j之间的耦合系数，λijk-1＞0为cijk的增长速度的可调参数；通过获取满足补偿状态约束和一致性约束的最佳可调参数获取最佳耦合系数；所述通过获取满足补偿状态约束和一致性约束的最佳可调参数λijk获取最佳耦合系数，具体包括：求解如下优化问题得到满足补偿状态约束和一致性约束的最佳可调参数λijk： 式中，λijk表示k时刻的可调参数，λijk-1表示k-1时刻的可调参数，s.t.5,18,19,23表示求解min|λijk-λijk-1|的约束条件为公式5、公式18、公式19和公式23；根据求解出的t时刻的最佳可调参数λijk以及t-1时刻的最佳耦合系数获取当前t时刻的最佳耦合系数；公式5为智能体在补偿系统中的离散时间模型，其表达式为： 式中，表示第i个智能体在k+1时刻的n维补偿状态，表示第i个智能体在k时刻的n维补偿状态，νik表示第i个智能体在k时刻的n维控制输入，A0表示n×n维补偿系统矩阵；3.6利用最佳耦合系数、补偿系统的反馈矩阵、各个智能体的补偿状态以及领航者的补偿状态构造分布式控制律，表示为： 式中，aij为智能体j是否向智能体i发送信息的标志符，若智能体j向智能体i发送信息，则aij＝1，否则aij＝0；表示智能体i在k时刻的补偿状态，表示智能体j在k时刻的补偿状态，表示领航者在k时刻的补偿状态；νik表示第i个智能体在k时刻的n维控制输入，N表示异构多智能体系统中智能体的总数；4根据各个智能体对应的协同控制律和分布式控制律获取对应智能体下一时刻的运动状态和补偿状态，实现对智能体的运动控制。

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