自然界中群居性生物的群集行為廣泛存在，即簡單生物個體通過個體間以及個體與環(huán)境間的相互作用涌現出整體智能性。目前，對生物群體的群集及覓食行為的研究成果已經越來越多地應用于群體工程中。擬態(tài)物理學是一種模擬物體間存在虛擬力作用以及物體運動遵循牛頓力學定律的方法，最初應用于群機器人編隊任務。本文采用擬態(tài)物理學方法對生物群體的群集行為進行建模與仿真研究，試圖從擬態(tài)物理學的角度闡釋群集行為的內部作用機制。從行為上看，群集行為和群機器人編隊在過程上具有一致性。它們都是由簡單個體組成的群體，都存在群體內部個體與個體或個體與環(huán)境的交互作用，個體最終都將聚集在一定范圍內并保持穩(wěn)定。因此本文首先借鑒擬態(tài)物理學的思想和概念，將萬有引力作為生物群體中個體之間的作用方式，構造了一種近似于萬有引力的作用力函數，并制定了個體之間的交互作用規(guī)則，從而建立了生物群體的群集模型。然后，利用Lyapunov方法證明了該群集模型的內聚性與穩(wěn)定性，并通過計算機仿真的方法研究了模型中的各種參數對群集行為的影響。生物群體的群集行為通常具有覓食或躲避天敵等特殊的目的性，也就是說，生物群體的聚集行為是受環(huán)境所影響和制約的。個體對環(huán)境中的... 

【文章來源】：太原科技大學山西省

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 群集行為
    1.2 群集建模方法
        1.2.1 仿真建模法
        1.2.2 歐拉法
        1.2.3 拉格朗日法
    1.3 擬態(tài)物理學
        1.3.1 擬態(tài)物理學的基本思想
        1.3.2 擬態(tài)物理學的典型應用
    1.4 本文主要完成的工作
第二章 基于擬態(tài)物理學的群集模型
    2.1 群集模型的建立
    2.2 勢函數存在性證明
    2.3 參數分析
第三章 群集模型的穩(wěn)定性分析
    3.1 內聚性分析
    3.2 個體行為的穩(wěn)定性分析
    3.3 仿真實驗
        3.3.1 模型的有效性
        3.3.2 參數對群集性能的影響
        3.3.3 個體數量與群集的關系
第四章 群集覓食模型的研究
    4.1 平面環(huán)境中的群體行為分析
    4.2 二次函數環(huán)境中的群體行為分析
    4.3 高斯環(huán)境中的群體行為分析
    4.4 群集覓食模型仿真實驗
        4.4.1 平面環(huán)境仿真
        4.4.2 二次型環(huán)境仿真
        4.4.3 高斯環(huán)境仿真
第五章 總結與展望
    5.1 論文總結
    5.2 研究展望
參考文獻
致謝
研究生期間發(fā)表的論文
個人簡介及聯系方式



本文編號：2992236