拉格朗日函数
L(x,λ)=f(x,t)+λT(Ax−b)
得到
∇zL(z,t)∇zzL(z,t)=[∇xf(x,t)+ATλAx−b]=[∇xxf(x,t)AAT0]
控制器
z˙=−∇zzL−1(z,t)(α∇zL(z,t)+∇ztL(z,t))
注意:∇zzL(z,t)对称但不正定,满秩可逆。∇zzL−1(z,t)可由以下公式计算:
∇zzL−1=[H−1(I−AT(AH−1AT)−1AH−1)(AH−1AT)−1AH−1H−1AT(AH−1AT)−1−(AH−1AT)−1]
以最优资源分配为例,令A=1nT,则
∇zzL−1=[H−1(I−1n(1nTH−11n)−11nTH−1)(1nTH−11n)−11nTH−1H−11n(1nTH−11n)−1−(1nTH−11n)−1]
进一步假设所有智能体有相同的Hessian,即H=hIn,则
∇zzL−1=[(I−n11n1nT)/h1nT/n1n/n−h/n]
将控制器写成关于x,λ的形式
x˙λ˙=−(I−n11n1nT)/h(α∇xf(x,t)+α1nλ+∇xtf(x,t))−n11n1nT(x−b)=−n11nT(α∇xf(x,t)+α1nλ+∇xtf(x,t))+n1h1nT(x−b)
可以看出
x˙λ˙=−h−1(α∇xf(x,t)+α1nλ+∇xtf(x,t)+1nλ˙)=−n11nT(α∇xf(x,t)+α1nλ+∇xtf(x,t))+n1h1nT(x−b)