本文關(guān)鍵詞：多智能體系統(tǒng)群集行為動力學及控制方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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理,以及構(gòu)建類似人工智能系統(tǒng)都具有重要的科學研究和現(xiàn)實意義。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體之間的信息交換方式、個體動力學建模、運動形式以及系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題展開了深入研究。本文以群集行為形成過程中的網(wǎng)絡(luò)拓撲保持連通性這一問題為研究內(nèi)容,主要做了如下工作:(1)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,分別探究了三個不同階段的群集模型,分析了各模型的特點。經(jīng)過詳細對比各模型的性能,最終選擇Reynolds模型作為本文研究問題的建�；A(chǔ)。并通過研究Olfati-Saber群集控制算法的網(wǎng)格、σ范數(shù)、碰撞函數(shù)及勢能函數(shù),詳細分析了算法的設(shè)計過程和各項參數(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的鋪墊。(2)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領(lǐng)航智能體的多目標情形,設(shè)計了一種具有網(wǎng)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收斂到虛擬領(lǐng)航智能體的加權(quán)平均速度,最終實現(xiàn)群集行為的多目標分群控制。仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。(3)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)保持群集行為且實現(xiàn)碰撞避免的條件;并通過引入加邊延遲策略,證明了若系統(tǒng)初始網(wǎng)絡(luò)圖為連通圖,則網(wǎng)絡(luò)連通性始終得到保持。仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：多智能體系統(tǒng) 群集控制 連通性 多虛擬領(lǐng)航智能體 事件觸發(fā)
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP18;TP13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 多智能體系統(tǒng)的研究背景、意義及現(xiàn)狀8-12
• 1.1.1 多智能體系統(tǒng)的研究背景及意義8-9
• 1.1.2 多智能體分布式協(xié)作控制的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2 群集控制的研究意義及發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 群集控制的研究意義12-13
• 1.2.2 群集控制的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文章節(jié)安排14-15
• 2 群集控制的基本模型及算法15-26
• 2.1 圖論15
• 2.2 群集控制的基本模型15-20
• 2.2.1 Reynolds模型16-18
• 2.2.2 Vicsek模型18
• 2.2.3 Couzin模型18-20
• 2.3 群集控制的基本算法20-25
• 2.3.1 α-網(wǎng)格和類α-網(wǎng)格21-22
• 2.3.2 σ范數(shù)及碰撞函數(shù)22-23
• 2.3.3 集體勢能函數(shù)23-24
• 2.3.4 自由空間的群集算法24-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 3 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26-38
• 3.1 引言26-27
• 3.2 動力學建模及控制算法設(shè)計27-30
• 3.2.1 動力學建模27-28
• 3.2.2 控制算法設(shè)計28-30
• 3.3 主要結(jié)論及穩(wěn)定性分析30-33
• 3.3.1 主要結(jié)論30
• 3.3.2 穩(wěn)定性分析30-33
• 3.4 數(shù)值仿真33-36
• 3.5 小結(jié)36-38
• 4 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38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 動力學建模及控制算法設(shè)計38-42
• 4.2.1 動力學建模38-40
• 4.2.2 控制算法設(shè)計40-42
• 4.3 主要結(jié)論及穩(wěn)定性分析42-46
• 4.3.1 主要結(jié)論42
• 4.3.2 穩(wěn)定性分析42-46
• 4.4 數(shù)值仿真46-48
• 4.5 小結(jié)48-49
• 總結(jié)及展望49-52
• 1.全文總結(jié)49-50
• 2.研究展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻53-57
• 攻讀學位期間的研究成果及參與的項目57

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