计算机可读存储介质及二阶多智能体一致性控制系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种计算机可读存储介质及二阶多智能体一致性控制系统，所述计算机可读存储介质内存储有计算机可执行指令；在受到DOS攻击时，使所述计算机执行二阶多智能体一致性控制方法；所述二阶多智能体一致性控制方法，包括：建立二阶非线性多智能体动态系统模型；基于所述二阶非线性多智能体动态系统模型，设计控制协议并将所述控制协议加入到所述二阶非线性多智能体动态系统模型中进行控制；确定满足判别条件的控制参数和系统参数，在所述控制协议的作用下，所述二阶非线性多智能体动态系统模型得系统误差逐渐收敛为零。本发明专利技术结合事件触发上述可执行指令，能够在有限时间内实现多智能的领导者和跟随者同步一致。步一致。步一致。

【技术实现步骤摘要】
计算机可读存储介质及二阶多智能体一致性控制系统


[0001]本专利技术涉及可读存储介质领域，具体为一种内部含有解决在DOS攻击下的二阶多智能体领导跟随一致性方法的计算机可读存储介质及二阶多智能体一致性控制系统。

技术介绍

[0002]近年来，对多智能体系统的研究引起了学者们的广泛关注，其中对多智能体一致性的研究是多智能体系统研究领域的一个关键问题。多智能体一致性是指系统中的所有智能体在执行各自的策略或行动时，能够达到一个共同的目标或状态，或者能够相互协调和合作以实现系统整体的稳定性和效能。在空中编队飞行、集聚控制、传感器网络、分布式预测等领域得到了广泛应用。
[0003]而领导跟随一致性问题作为一类重要的一致性问题, 也受到越来越多的学者们的关注。在这一类多智能体系统中, 领导者是一个特殊的智能体, 其运动不受其他智能体的影响,但是领导者会对跟随者发出通信，使得其他智能体都尽可能地跟随它。因此，我们通过对领导者进行控制来实现控制多智能体系统。换句话说，通过控制领导者来使整个系统达到同一个目标。领导者跟随一致性，一方面可以简化为对控制系统的设计和实施，另一方面，可以进一步节约能源和控制成本。由于多智能体系统在网络环境中工作，因此很容易收到网络攻击，这可能导致系统故障或者不稳定。而在网络环境中，各种网络攻击都是有可能的。其中，典型的攻击包括拒绝服务（DOS）攻击、欺骗攻击、重放攻击。在这些攻击中DOS攻击是最经常遇见的攻击。因此，如何在DOS攻击下实现多智能体系统安全一致性控制成为关键问题。
[0004]为了解决这一问题，需要一种在DOS攻击下能够保持二阶多智能体领导跟随一致性的方法。这种方法应该能够在攻击发生时实时检测和响应，采取措施减轻攻击对系统的影响，确保智能体之间的信息交流和协调仍然能够有效进行，从而维持整个系统的一致性和稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种计算机可读存储介质及二阶多智能体一致性控制系统，用以至少解决现有技术中的一个技术问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种计算机可读存储介质：所述计算机可读存储介质内存储有计算机可执行指令；在受到DOS攻击时，计算机执行所述计算机可执行指令，使所述计算机执行二阶多智能体一致性控制方法；所述二阶多智能体一致性控制方法，包括：建立二阶非线性多智能体动态系统模型；基于所述二阶非线性多智能体动态系统模型，设计控制协议并将所述控制协议加
入到所述二阶非线性多智能体动态系统模型中进行控制；确定满足判别条件的控制参数和系统参数，在所述控制协议的作用下，所述二阶非线性多智能体动态系统模型得系统误差逐渐收敛为零，控制二阶非线性多智能体动态系统保持一致性。
[0007]所述建立具有至少2个相同智能体的二阶非线性多智能体动态系统模型，包括：具有个相同智能体的二阶非线性多智能体系统的第个跟随者智能体的动态系统模型建模表示为：；二阶多智能体系统的领导者智能体的动态系统模型建模表示为：；其中，是多智能体节点的数目，和分别表示第个跟随者的位置和速度；表示非线性函数；表示第个智能体的控制输入协议；、分别表示领导者的位置和速度；和分别表示维欧式空间和维实矩阵。
[0008]所述控制协议，包括：；其中，表示第i个智能体的触发时刻；t
kj
表示第j个智能体的触发时刻；和均表示控制增益；智能体i可以接收到其邻居智能体j的位置信息，并且，当时，该智能体i也可以接收到领导者的位置信息；表示第个跟随者的速度；表示第i个跟随者在触发时刻的速度。
[0009]其中，；；。
[0010]所述将所述控制协议加入到所述二阶非线性多智能体动态系统模型中进行控制，包括：当受到DOS攻击之后，所述控制协议停止工作，即；此时，第个智能体的动力学模型描述如下：；第个智能体的测量误差描述如下：
；；第个智能体的触发瞬时序列描述如下：；其中，和；其中，和分别表示第个跟随者的位置和速度；表示第i个智能体在触发时刻与非触发时刻之间的位置误差；表示第i个智能体在触发时刻的位置； 表示第i个智能体在触发时刻与非触发时刻之间的速度误差；表示第i个智能体在触发时刻的位置；t表示非触发时刻； 表示事件触发时刻；表示与本文所设置控制器相适应的触发条件；表示邻接矩阵；表示第j个智能体在触发时刻的位置；表示第j个智能体在触发时刻的位置；和表示平衡收敛速度和幅度的因子；为领导者的位置信息。
[0011]所述的计算机可读存储介质，还包括：消除芝诺行为的步骤，具体为：确定下一个事件的时间：；；其中，表示事件间间隔，是一个正常数； ；表示下一个触发时刻；表示当时，取非触发时刻与触发时刻之差的下界。
[0012]所述确定满足判别条件的控制参数和系统参数，在所述控制协议的作用下，所述二阶非线性多智能体动态系统模型得系统误差逐渐收敛为零，包括：确定多智能体领导跟随一致性的定义；令和；得到系统矩阵方程如下：
；其中，为拉普拉斯矩阵，，；表示第i个智能体的非线性函数；；表示都是1的N维列向量；；表示领导者的非线性函数；表示维单位矩阵，是克罗内克积；和均表示控制增益；表示第i个跟随者的位置；为领导者的位置信息；D表示度矩阵；表示维单位矩阵；和分别表示第个跟随者的位置和速度；、分别表示领导者的位置和速度；表示控制增益；I
Nn
表示维单位矩阵；；表示位置误差；表示速度误差。
[0013]运用Lyapunov稳定性理论，构建Lyapunov函数，当系统未受到DOS攻击时，即在时刻，其Lyapunov函数描述如下：；其中，；；；；；；表示第个跟随者的速度；表示领导者的速度；当系统在DOS攻击之下，即在时刻，其Lyapunov函数描述如下：；
其中，；结合DOS攻击时间序列，得到以下方程组：，其中，θ1和θ2表示收敛参数；
*
表示两个DOS攻击之间的时间间隔；r表示攻击持续时间；t表示非触发时刻；t0表示初始时刻；表示初始时刻的速度状态；，；所述有界，获得，所以当时，，满足多智能体领导跟随一致性的定义。
[0014]所述多智能体领导跟随一致性的定义，包括：；；其中，表示矩阵的欧几里得范数，满足以上定义，则称多智能体系统在有限时间内达到稳定的期望轨迹。
[0015]定义所述受到DOS攻击的步骤，包括：定义所述DOS攻击的时间的步骤：设DOS攻击的时间序列为，其中，表示攻击的开始时刻，表示单个DOS攻击的时长，表示第m个DOS攻击的时间间隔，其中，；对于给定的，，系统通信中断的时刻描述如下：；其中，t表示非触发时刻；t0为初始时刻。
[0016]系统通信正常的时刻描述如下：;其中，表示属于时刻但是不属于时刻的时刻的集合。
[0017]定义所述受到DOS攻击的步骤，还包括：定义所述DOS攻击的长度率的步骤：当时，在时刻内，DOS攻击的总时间表示为，DOS攻击的长度率被描述如下：；定义所述DOS攻击的频率的步骤：DOS攻击的频率被描述如下：
[0018]其中，表示在时刻内，DO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质内存储有计算机可执行指令；在受到DOS攻击时，计算机执行所述计算机可执行指令，使所述计算机执行二阶多智能体一致性控制方法；所述二阶多智能体一致性控制方法，包括：建立二阶非线性多智能体动态系统模型；基于所述二阶非线性多智能体动态系统模型，设计控制器并将控制协议加入到所述二阶非线性多智能体动态系统模型中进行控制；确定满足判别条件的控制参数和系统参数，在所述控制协议的作用下，所述二阶非线性多智能体动态系统模型得系统误差逐渐收敛为零，控制二阶非线性多智能体动态系统保持一致性。2.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述建立具有至少2个相同智能体的二阶非线性多智能体动态系统模型，包括：具有个相同智能体的二阶非线性多智能体系统的第个跟随者智能体的动态系统模型建模表示为：;二阶多智能体系统的领导者智能体的动态系统模型建模表示为：；其中，是多智能体节点的数目，和分别表示第个跟随者的位置和速度；t表示非触发时刻；表示非线性函数；表示第个智能体的控制输入协议；、分别表示领导者的位置和速度；和分别表示维欧式空间和维实矩阵。3.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述控制协议，包括：；其中，表示第i个智能体的触发时刻；t
kj
表示第j个智能体的触发时刻；和均表示控制增益；智能体i可以接收到其邻居智能体j的位置信息，并且，当时，该智能体i也可以接收到领导者的位置信息；表示第个跟随者的位置；表示第i个跟随者在触发时刻的速度；其中，；；。
4.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述将所述控制协议加入到所述二阶非线性多智能体动态系统模型中进行控制，包括：当受到DOS攻击之后，所述控制协议停止工作，即；此时，第个智能体的动力学模型描述如下：；第个智能体的测量误差描述如下：；；第个智能体的触发瞬时序列描述如下：，其中，和；其中，和分别表示第个跟随者的位置和速度；表示第i个智能体在触发时刻与非触发时刻之间的位置误差；表示第i个智能体在触发时刻的位置； 表示第i个智能体在触发时刻与非触发时刻之间的速度误差；表示第i个智能体在触发时刻的位置；t表示非触发时刻； 表示事件触发时刻；表示控制器中定义的触发条件；表示邻接矩阵；表示第j个智能体在触发时刻的位置；表示第j个智能体在触发时刻的位置；和分别表示平衡收敛速度和幅度的因子；为领导者的位置信息。5.根据权利要求4所述的计算机可读存储介质，其特征在于，还包括：消除芝诺行为的步骤，具体为：确定下一个事件的时间：；；其中，表示事件间间隔；是一个正常数； ；表示下一
个触发时刻；表示当时，取非触发时刻与触发时刻之差的下界。6.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述确定满足判别条件的控制参数和系统参数，在所述控制协议的作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，谭国良，王宏，陈良，苏畅程，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：