智能体群组协同控制若干问题研究
发布时间：2021-02-01 16:03
由于智能体群组是泛在网络获取物理世界环境信息的重要媒介,能够完成各种场景下的数据采集任务,它们通过协同配合,能够实时地获取到人们所需要的信息数据,为人们提供无处不在的泛在服务,因此,智能体群组的协同控制研究对于泛在网络中的泛在数据采集、泛在服务提供等方面具有重要意义。本文针对智能体群组的协同控制问题进行了研究,分别从智能体群组的一致性控制、智能体群组的避障控制以及智能体群组的编队控制三个方面展开,并最终通过搭建智能体群组协同控制实验平台,验证了本文所提出的协同控制方法的可行性和有效性。1.针对智能体群组的一致性控制,分为不带领导者的智能体群组一致性和带虚拟领导者的智能体群组一致性两个方面进行了研究,在分布式控制理论和势场函数的基础上,提出了一种新的分布式一致性控制协议,在该控制协议的作用下,智能体不再需要获取系统的全局信息,仅仅通过与相邻的智能体保持通信,获取群组的局部信息,就可以使得智能体实现状态同步,跟随者能够对虚拟领导者进行状态跟踪,群组达到稳定一致。2.针对智能体群组避障控制问题,本文不仅研究了智能体对静态障碍物的避障,还对智能体对动态障碍物的避障策略进行了研究。通过改进传统的...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
大雁的编队飞行
自然界中存在着的一些生物群集现象受到了学者们的广泛关注，如图1.1和图1.2所示，大雁的编队飞行、鱼群的聚集以及蜜火虫闪光的同步现象等等。通过对这些生物群集现象的分析可以看出，这些群体在没有集中控制和全局信息交互的情况下，只是通过自身与周边个体的局部协作和交互，完成了所有个体的聚集和同步，表现出了整体的一致性，这一现象称为群集现象。这一生物学领域的现象不仅吸引了生物学专家的浓厚兴趣，同时也激发了计算机科学和控制科学等领域学者的研宄热情，如何通过模拟生物学领域的群集和同步现象，分析和研宄群体中的协同机制，为自己的学科领域提供帮助，成为了当前许多学者的研究热点。计算机科学领域的专家希望通过研宄生物群体间的分工和同步问题
使智能体群组中的各个智能体能够共同合作的去完成一项复杂任务。在执行任务过程中，主要存在三个问题：一致性问题、避障控制问题和编队控制问题，如图1.3所示。] 智能体群组协同控制(-attfnJJlJ (避障控制问题)队}i制问.-:1(?) I ； ^ 图1.3智能体群组协同控制Fig. 1.3 Cooperation control of agent group一致性是智能体群组协同控制的基础和核心，只有各个智能体之间的状态达到了协调一致，才能够共同的去完成任务，实现协作[5]。避障控制解决了智能体在协同控制过程中，当环境信息无法预知并且环境信息不断变化的情况下，各个智能体如何在实现一致性的基础上躲避障碍物的问题，包括两个方面的避障：智能体群组中各个智能体之间如何避免碰撞以及智能体与外界障碍物之间如何避免碰撞[6]。编队控制是在智能体群组实现一致性的基础上，使各个智能体按照规则的、预先设定的队形进行运动，根据任务情况的变化，编队方式也可以产生相应的变化，目的是让智能体群组具备最佳的任务执行力[7]。因此智能体群组协同控制就是一类使智能体群组中的各个智能体能够有效避开障碍物，可以根据任务情况进行编队运动，最终完成给定任务并且各个智能体的状态达到一致的控制方法。1.3.1 —致性问题研宄现状1960年从管理科学和统计学的研宄出发开始了一致性问题的研宄。Benediktsson在1992年首次提出在传感器网络的信息融合领域使用一致性思想
【参考文献】：
期刊论文
[1]带有领导者的多智能体避障队形控制[J]. 姚立强,宋艳荣,张术东. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2014(02)
[2]一种面向多智能体群集的避障算法[J]. 赵海,刘倩,邵士亮,李大舟. 东北大学学报(自然科学版). 2014(03)
[3]Generation of minimally persistent circle formation for a multi-agent system[J]. 罗小元,邵士凯,张玉燕,李绍宝,关新平,刘志新. Chinese Physics B. 2014(02)
[4]主从多智能体网络快速随机一致性[J]. 吕淑玲,侍红军,刘峰. 山东大学学报(理学版). 2014(01)
[5]基于改进的人工势场法的机器人避障控制及其MATLAB实现[J]. 杨一波,王朝立. 上海理工大学学报. 2013(05)
[6]离散高阶分布式一致性算法[J]. 彭换新,戚国庆,盛安冬. 计算机应用研究. 2013(09)
[7]Finite-time consensus of heterogeneous multi-agent systems[J]. 朱亚锟,关新平,罗小元. Chinese Physics B. 2013(03)
[8]Consensus protocol for heterogeneous multi-agent systems: A Markov chain approach[J]. 朱善迎,陈彩莲,关新平. Chinese Physics B. 2013(01)
[9]不同延迟下离散多智能体系统的一致性[J]. 朱旭,闫建国,屈耀红. 电子与信息学报. 2012(06)
[10]具有动态拓扑和不同时延的二阶多智能体系统的一致性分析[J]. 闫超,朱伟. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2011(04)
本文编号：3013049
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
大雁的编队飞行
自然界中存在着的一些生物群集现象受到了学者们的广泛关注，如图1.1和图1.2所示，大雁的编队飞行、鱼群的聚集以及蜜火虫闪光的同步现象等等。通过对这些生物群集现象的分析可以看出，这些群体在没有集中控制和全局信息交互的情况下，只是通过自身与周边个体的局部协作和交互，完成了所有个体的聚集和同步，表现出了整体的一致性，这一现象称为群集现象。这一生物学领域的现象不仅吸引了生物学专家的浓厚兴趣，同时也激发了计算机科学和控制科学等领域学者的研宄热情，如何通过模拟生物学领域的群集和同步现象，分析和研宄群体中的协同机制，为自己的学科领域提供帮助，成为了当前许多学者的研究热点。计算机科学领域的专家希望通过研宄生物群体间的分工和同步问题
使智能体群组中的各个智能体能够共同合作的去完成一项复杂任务。在执行任务过程中，主要存在三个问题：一致性问题、避障控制问题和编队控制问题，如图1.3所示。] 智能体群组协同控制(-attfnJJlJ (避障控制问题)队}i制问.-:1(?) I ； ^ 图1.3智能体群组协同控制Fig. 1.3 Cooperation control of agent group一致性是智能体群组协同控制的基础和核心，只有各个智能体之间的状态达到了协调一致，才能够共同的去完成任务，实现协作[5]。避障控制解决了智能体在协同控制过程中，当环境信息无法预知并且环境信息不断变化的情况下，各个智能体如何在实现一致性的基础上躲避障碍物的问题，包括两个方面的避障：智能体群组中各个智能体之间如何避免碰撞以及智能体与外界障碍物之间如何避免碰撞[6]。编队控制是在智能体群组实现一致性的基础上，使各个智能体按照规则的、预先设定的队形进行运动，根据任务情况的变化，编队方式也可以产生相应的变化，目的是让智能体群组具备最佳的任务执行力[7]。因此智能体群组协同控制就是一类使智能体群组中的各个智能体能够有效避开障碍物，可以根据任务情况进行编队运动，最终完成给定任务并且各个智能体的状态达到一致的控制方法。1.3.1 —致性问题研宄现状1960年从管理科学和统计学的研宄出发开始了一致性问题的研宄。Benediktsson在1992年首次提出在传感器网络的信息融合领域使用一致性思想
【参考文献】：
期刊论文
[1]带有领导者的多智能体避障队形控制[J]. 姚立强,宋艳荣,张术东. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2014(02)
[2]一种面向多智能体群集的避障算法[J]. 赵海,刘倩,邵士亮,李大舟. 东北大学学报(自然科学版). 2014(03)
[3]Generation of minimally persistent circle formation for a multi-agent system[J]. 罗小元,邵士凯,张玉燕,李绍宝,关新平,刘志新. Chinese Physics B. 2014(02)
[4]主从多智能体网络快速随机一致性[J]. 吕淑玲,侍红军,刘峰. 山东大学学报(理学版). 2014(01)
[5]基于改进的人工势场法的机器人避障控制及其MATLAB实现[J]. 杨一波,王朝立. 上海理工大学学报. 2013(05)
[6]离散高阶分布式一致性算法[J]. 彭换新,戚国庆,盛安冬. 计算机应用研究. 2013(09)
[7]Finite-time consensus of heterogeneous multi-agent systems[J]. 朱亚锟,关新平,罗小元. Chinese Physics B. 2013(03)
[8]Consensus protocol for heterogeneous multi-agent systems: A Markov chain approach[J]. 朱善迎,陈彩莲,关新平. Chinese Physics B. 2013(01)
[9]不同延迟下离散多智能体系统的一致性[J]. 朱旭,闫建国,屈耀红. 电子与信息学报. 2012(06)
[10]具有动态拓扑和不同时延的二阶多智能体系统的一致性分析[J]. 闫超,朱伟. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2011(04)
本文编号：3013049
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