多智能體系統(tǒng)領(lǐng)導者選擇及可控包含控制研究.pdf

1、近年來，隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展和生物、計算機、人工智能等交叉學科的深入探索，多智能體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制已成為控制領(lǐng)域新興的研究熱點，且在多機器人協(xié)作、交通流控制、無人機編隊等諸多工程領(lǐng)域得到了成功應用。根據(jù)多智能體系統(tǒng)中領(lǐng)導者個體數(shù)量的差異，一致性問題可劃分為以下幾種情況：無領(lǐng)導者一致性、一致性追蹤(領(lǐng)導-跟隨一致性)、多領(lǐng)導者一致性，包含控制作為一種特殊的多領(lǐng)導者協(xié)同控制已成為多智能體協(xié)同控制研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。
　　本文在學習和

2、總結(jié)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合控制理論相關(guān)原理研究了多智能體包含控制過程中的領(lǐng)導者選擇方案及可控包含控制問題。論文主要工作如下：
　　1．研究隨機給定拓撲結(jié)構(gòu)的二階有向多智能體網(wǎng)絡(luò)的可控包含控制問題。針對當前包含控制研究成果大多沒有考慮多智能體網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)導者與跟隨者的可控配置問題，本章將復雜網(wǎng)絡(luò)可控性理論引入到多智能體包含控制問題中，并結(jié)合二分圖最大匹配算法給出了滿足網(wǎng)絡(luò)可控的最少領(lǐng)導者集合，并為跟隨者智能體設(shè)計相應的控制協(xié)議，驅(qū)使跟

3、隨者能夠漸近收斂到由多個領(lǐng)導者所構(gòu)成的靜態(tài)和動態(tài)凸包中，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可控包含控制。
　　2.進一步研究有強連通分支拓撲結(jié)構(gòu)的有向多智能體系統(tǒng)領(lǐng)導者選擇及可控包含控制問題。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，智能體被分為兩類:單元智能體和一般智能體。首先設(shè)計強連通分支中個體組成的單元智能體的一致性協(xié)議實現(xiàn)各個單元的一致；后由單元和一般智能體構(gòu)成的新拓撲結(jié)構(gòu)，結(jié)合二分圖最大匹配算法確定滿足網(wǎng)絡(luò)可控的最少領(lǐng)導者集合，并為所有智能個體設(shè)計相應的控制協(xié)議，

4、驅(qū)使跟隨者漸近收斂到多個領(lǐng)導者組成的動態(tài)凸包中，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可控包含控制。
　　3.考慮到現(xiàn)有的有向多智能體系統(tǒng)包含控制算法中，針對多目標任務(wù)時不能高效的進行任務(wù)分配同時系統(tǒng)滿足可控。文中首先結(jié)合社團劃分算法對有向多智能體系統(tǒng)全局拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并在每個社團中應用二分圖最大匹配算法找出滿足各個社團可控的領(lǐng)導者集合，將分布式目標任務(wù)給予領(lǐng)導者實現(xiàn)各個社團內(nèi)的可控包含執(zhí)行任務(wù)。完成分布式任務(wù)后根據(jù)社團間的拓撲關(guān)系，應用之前方法找出滿足