✅作者简介热爱科研的Matlab仿真开发者擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、程序设计科研仿真。完整代码获取 定制创新 论文复现点击Matlab科研工作室 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料个人信条做科研博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之是为博学慎思明辨笃行。 内容介绍一、引言多智能体系统在诸多领域如机器人协作、无人机编队等有着广泛应用。其中如何实现智能体之间的有效协作并达到预定的编队形式是研究的关键问题。本文聚焦于基于预定时间非干扰形成控制的开放多智能体系统通过特定的算法和控制策略使多个智能体在预定时间内形成期望的编队同时避免相互干扰。二、控制方法概述控制策略选择文中通过SWITCH_flag变量来切换控制方法。当SWITCH_flag 1时采用本文提出的控制方法当SWITCH_flag 0时采用文献 [ding2023auto] 中提出的控制方法。预定时间控制原理利用预定时间控制技术使得系统在给定的时间内达到稳定的编队状态。通过调整alpha1、alpha2、rho和Tu等参数来优化控制效果。例如alpha1和alpha2影响控制律中不同项的权重rho和Tu则与预定时间的计算相关。三、代码实现细节参数设置设定了一系列参数如alpha1 30、alpha2 20、rho 10、Tu 3等这些参数对系统的动态性能和编队效果起着关键作用。定义了智能体的数量N以及不同阶段的拉普拉斯矩阵L拉普拉斯矩阵描述了智能体之间的通信拓扑结构。设置了智能体的初始位置x0、y0和初始速度vx0、vy0。阶段模拟整个过程分为多个阶段每个阶段智能体的数量和通信拓扑结构会发生变化。例如在第一个阶段N 5然后逐渐增加到N 6和N 7。每个阶段通过ode45函数求解系统的动态方程dynamics_leader函数定义了系统的动态变化包括智能体位置、速度的更新以及控制律的计算。数据处理与绘图将不同阶段的时间和状态数据整合在一起便于后续分析和绘图。绘制智能体的三维轨迹图展示智能体在空间中的运动轨迹并通过连线和标记展示编队结构。计算并绘制编队误差包括位置误差和速度误差从多个维度评估系统的控制效果。四、仿真结果分析编队轨迹从绘制的三维轨迹图可以直观地看到智能体逐渐形成预定的编队形式。不同阶段智能体的加入和调整使得编队不断完善。通过连线展示的智能体之间的关系能够清晰地看出编队结构的稳定性和合理性。编队误差位置误差和速度误差图表明在预定时间内误差逐渐收敛到较小的值说明智能体能够在控制策略的作用下快速且准确地达到期望的编队位置和速度。不同智能体的误差曲线反映了其在编队过程中的动态响应进一步验证了控制方法的有效性。五、结论基于预定时间非干扰形成控制的开放多智能体系统通过合理的参数设置和控制策略能够实现智能体在预定时间内的稳定编队有效避免相互干扰。通过代码实现和仿真分析验证了该控制方法的可行性和优越性。未来的研究可以考虑进一步优化控制参数提高系统在复杂环境和动态变化下的适应性拓展多智能体系统在更多实际场景中的应用。⛳️ 运行结果 部分代码function A_new resize_matrix_groups(A, N1, N2, flag)% A 是原始长度为 12*N1 的列向量% N1 是原始 N 值N2 是目标 N 值% 输出 A_new 是长度为 12*N2 的列向量% 每组长度group_size_old N1;%2 *group_size_new N2;% 2 *randset1;% 初始化新的 A 向量A_new [];% 遍历四组数据for i 1:4% 提取原始第 i 组数据start_idx (i - 1) * group_size_old 1;end_idx i * group_size_old;group_old A(start_idx:end_idx);% 保证是列向量group_old group_old(:);if N2 N1% 扩展在末尾添加零或者其他随机值%这里应该区分状态估计值的初值应设定为0if flag1 N2 6 i1group_new [group_old; 0];%group_old(group_size_old)-5;group_old(group_size_old)11elseif flag1 N2 7 i1group_new [group_old; 15];elseif flag1 N2 6 i2group_new [group_old; 30];%group_old(group_size_old)-5;group_old(group_size_old)11elseif flag1 N2 7 i2group_new [group_old; 25];%group_old(group_size_old)-5;group_old(group_size_old)11elseif flag1 randset1 i2group_new [group_old; ones((N2 - N1), 1)];%elsegroup_new [group_old; ones((N2 - N1), 1)];endelse% 缩减只保留前面部分group_new group_old(1:N2);end% 拼接到新的 A 向量中A_new [A_new; group_new];endend 参考文献更多免费数学建模和仿真教程关注领取