多智能體系統(tǒng)群集行為動(dòng)力學(xué)及控制方法研究.pdf

1、近年來，群集行為是多智能體系統(tǒng)研究領(lǐng)域中的重要問題和研究熱點(diǎn)之一，其所得結(jié)果對于人們理解自然界群集行為的形成機(jī)理，以及構(gòu)建類似人工智能系統(tǒng)都具有重要的科學(xué)研究和現(xiàn)實(shí)意義。受自然界群集行為的啟發(fā)，人們針對群體行為形成過程中個(gè)體之間的信息交換方式、個(gè)體動(dòng)力學(xué)建模、運(yùn)動(dòng)形式以及系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題展開了深入研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了現(xiàn)有幾種主要的群集行為控制算法。結(jié)合多智能體群集的發(fā)展歷程，分別探究了三個(gè)不同階段的群集模型，分

2、析了各模型的特點(diǎn)。經(jīng)過詳細(xì)對比各模型的性能，最終選擇Reynolds模型作為本文研究問題的建模基礎(chǔ)。并通過研究Olfati-Saber群集控制算法的網(wǎng)格、?范數(shù)、碰撞函數(shù)及勢能函數(shù)，詳細(xì)分析了算法的設(shè)計(jì)過程和各項(xiàng)參數(shù)及特性的變化情況，為接下來要研究的具有附加條件的群集控制做詳實(shí)的鋪墊。⑵研究了一種具有網(wǎng)絡(luò)保持連通性及多虛擬領(lǐng)航智能體的群集控制問題，得到了系統(tǒng)可解的充分性條件。針對群集行為中存在多個(gè)領(lǐng)航智能體的多目標(biāo)情形，設(shè)計(jì)了一種具有網(wǎng)

3、絡(luò)保持連通性的分布式控制協(xié)議，證明了所有智能體在對應(yīng)虛擬領(lǐng)航智能體的領(lǐng)航下，其群體中心的速度漸進(jìn)收斂到虛擬領(lǐng)航智能體的加權(quán)平均速度，最終實(shí)現(xiàn)群集行為的多目標(biāo)分群控制。仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。⑶研究了一種基于網(wǎng)絡(luò)保持連通性的事件觸發(fā)非線性混雜群集控制問題，得到了系統(tǒng)可解的充分性條件。針對具有事件觸發(fā)的群集行為，設(shè)計(jì)了一種分布式的非線性混雜控制協(xié)議，分析了在事件觸發(fā)條件下，多智能體系統(tǒng)保持群集行為且實(shí)現(xiàn)碰撞避免的條件；并通過引入加邊延遲