近年來,多自主體網(wǎng)絡(luò)因在多機(jī)器人合作、分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)自主配置、無人機(jī)編隊(duì)和多導(dǎo)彈聯(lián)合攻擊作戰(zhàn)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而引起學(xué)者們的普遍關(guān)注。多自主體網(wǎng)絡(luò)指的是眾多自治或半自治的個(gè)體相互作用所形成的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng),其中,個(gè)體和個(gè)體之間的相互作用分別被抽象為幾何圖中的節(jié)點(diǎn)和鏈接。自然界的生物網(wǎng)絡(luò)是一類典型的多自主體網(wǎng)絡(luò),如螞蟻搬家、鳥群遷徙、魚群覓食等。通過個(gè)體之間的簡(jiǎn)單協(xié)作,生物網(wǎng)絡(luò)通常會(huì)呈現(xiàn)一些自組織、自適應(yīng)、自主性及聚集等復(fù)雜性行為�；谶@些生物群集智能特性,多自主體網(wǎng)絡(luò)被廣泛地應(yīng)用于各類人工系統(tǒng),如國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、高速公路網(wǎng)等,為人類社會(huì)服務(wù)。伴隨科學(xué)技術(shù)的日益更新,多自主體網(wǎng)絡(luò)框架下多樣化、混合型協(xié)同與性能優(yōu)化模式在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)探索以及人類日常生活中發(fā)揮著重要作用。 分析現(xiàn)實(shí)中典型的多自主體網(wǎng)絡(luò),由于節(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的復(fù)雜性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及實(shí)際目標(biāo)任務(wù)的復(fù)雜性,仍然存在許多控制與優(yōu)化等方面的困難�；诖�,本學(xué)位論文在前人工作基礎(chǔ)上,以多自主體網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象,從控制論與優(yōu)化角度,利用微分動(dòng)力學(xué)原理、矩陣?yán)碚�、代�?shù)圖論、凸規(guī)劃和隨機(jī)分析等技術(shù)手段,研究多自主體網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化的一些基本問題,并得到一些新的理論結(jié)果。本學(xué)位論文的主要研究工作概括如下： 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源或代價(jià)受約束等實(shí)際問題,研究多自主體網(wǎng)絡(luò)的保性能協(xié)同。設(shè)計(jì)個(gè)體位置相關(guān)的二次型性能指標(biāo)函數(shù),結(jié)合混雜脈沖控制與最優(yōu)控制給出精確的混雜協(xié)調(diào)控制算法,并得到二階多自主體網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)一致性和保性能的充分條件。研究表明,這類二階協(xié)同行為與位置性能結(jié)合的研究方案在機(jī)器人或者無人機(jī)路徑規(guī)劃方面具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 針對(duì)實(shí)際環(huán)境中目標(biāo)任務(wù)的多樣化與復(fù)雜性,研究多自主體網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同問題。設(shè)計(jì)基于事件規(guī)則的協(xié)調(diào)控制算法,引入聯(lián)合的協(xié)同與競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,克服已有文獻(xiàn)依賴拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)假設(shè)的保守性,實(shí)現(xiàn)多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致性。研究結(jié)果表明,與現(xiàn)有文獻(xiàn)比較,利用分組事件規(guī)則所形成的迭代間隔更大,在一定程度上能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體的控制迭代次數(shù)。 針對(duì)多自主體網(wǎng)絡(luò)中單一致性和誤差漸近穩(wěn)定相對(duì)保守等問題,進(jìn)一步研究多自主體網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同問題,引入混雜多子群協(xié)同的概念刻畫多自主體網(wǎng)絡(luò)涌現(xiàn)多樣化、混合型協(xié)同行為的情形,提出不全同信息交換機(jī)制,改進(jìn)已有文獻(xiàn)中基于同源信息構(gòu)建控制器的方法,設(shè)計(jì)適用的混雜協(xié)調(diào)控制算法,實(shí)現(xiàn)多自主體網(wǎng)絡(luò)的雜多子群協(xié)同。 針對(duì)實(shí)際傳感器網(wǎng)絡(luò)中的效能優(yōu)化問題,研究具信道約束多自主體網(wǎng)絡(luò)的幾乎處處優(yōu)化一致性�？紤]實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中通訊代價(jià)與帶寬受約束等因素,提出基于量化數(shù)據(jù)的隨機(jī)Gossip型次梯度控制算法。研究結(jié)果表明利用這類帶量化的隨機(jī)Gossip型次梯度控制算法,多自主體網(wǎng)絡(luò)在一定程度上能夠克服網(wǎng)絡(luò)帶寬受約束的限制以較少的通訊代價(jià)達(dá)到優(yōu)化一致性。 研究多自主體網(wǎng)絡(luò)的分布式優(yōu)化協(xié)同問題。改進(jìn)已有文獻(xiàn)中的優(yōu)化算法,引入雙層近似次梯度方法,提出一類基于網(wǎng)絡(luò)一致性的分布式優(yōu)化算法,改善網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化逼近能力,具有很好的實(shí)際意義,理論分析與仿真例子表明這類算法的有效性。 最后,對(duì)全文內(nèi)容進(jìn)行總結(jié),并歸納幾類進(jìn)一步研究工作。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：O157.5;O231
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 多自主體網(wǎng)絡(luò)
    1.3 多自主體網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的保性能協(xié)同控制
    2.1 引言
    2.2 二階多自主體網(wǎng)絡(luò)的保性能一致性
    2.3 混雜協(xié)調(diào)控制算法
    2.4 數(shù)值例子與仿真
    2.5 小結(jié)
3 具有無向連通拓?fù)涠嘧灾黧w網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同
    3.1 引言
    3.2 多自主體網(wǎng)絡(luò)的多一致性
    3.3 基于事件規(guī)則的協(xié)調(diào)控制算法
    3.4 數(shù)值例子與仿真
    3.5 小結(jié)
4 多自主體網(wǎng)絡(luò)的混雜多子群協(xié)同
    4.1 引言
    4.2 混雜多子群協(xié)同
    4.3 混雜協(xié)調(diào)控制算法
    4.4 數(shù)值例子與仿真
    4.5 小結(jié)
5 具信道約束多自主體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化一致性
    5.1 引言
    5.2 多自主體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化一致性
    5.3 Gossip型優(yōu)化協(xié)同算法
    5.4 數(shù)值例子與仿真
    5.5 小結(jié)
6 基于分布式雙層次梯度算法的多自主體網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
    6.1 引言
    6.2 隨機(jī)次梯度算法及收斂性分析
    6.3 多自主體網(wǎng)絡(luò)分布式優(yōu)化算法及收斂性分析
    6.4 數(shù)值例子與仿真
    6.5 小結(jié)
7 總結(jié)與未來研究
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 未來研究工作
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄Ⅱ 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
附錄Ⅲ 公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與博士學(xué)位論文的關(guān)系

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王炳昌;張紀(jì)峰;;非平衡拓?fù)浜碗S機(jī)干擾情形下多自主體系統(tǒng)的趨同條件[J];系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué);2009年10期

2 陳金煥;謝冬梅;;具有隨機(jī)丟包的網(wǎng)絡(luò)化多自主體系統(tǒng)的一致性[J];計(jì)算機(jī)仿真;2012年06期

3 高揚(yáng);趙微;;Lyapunov-Razumikhin定理應(yīng)用于多自主體系統(tǒng)的編隊(duì)問題[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);2011年20期

4 張強(qiáng);;不確定環(huán)境下多自主體系統(tǒng)的分布式估計(jì)與控制[J];中國(guó)科學(xué):數(shù)學(xué);2013年06期

5 袁德明;徐勝元;趙環(huán)宇;沈浩;;分布式多自主體優(yōu)化問題中的概率量化影響研究[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

6 強(qiáng)成倉(cāng);韓靖;;多自主體系統(tǒng)的分析與干預(yù)[J];系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué);2012年10期

7 梁有明;劉成林;劉飛;;異質(zhì)多自主體系統(tǒng)的一致性[J];系統(tǒng)工程學(xué)報(bào);2012年05期

8 薛領(lǐng);翁謹(jǐn);楊開忠;李國(guó)平;;基于自主體(agent)的單中心城市化動(dòng)態(tài)模擬[J];地理研究;2009年04期

9 顧高翔;王錚;姚梓璇;;基于自主體的經(jīng)濟(jì)危機(jī)模擬[J];復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué);2011年04期

10 ;[J];;年期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 孫曉輝;基于流轉(zhuǎn)換理論的多自主體一致性及動(dòng)力學(xué)行為研究[D];山東師范大學(xué);2015年

2 周峰;多自主體系統(tǒng)分布式一致性跟蹤控制研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 胡濱;多自主體網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同行為及優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2015年

4 陳潔;復(fù)雜多自主體網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)同分析與控制設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2015年

5 吳靜;人地關(guān)系分析的自主體模擬理論框架及其平臺(tái)開發(fā)研究[D];華東師范大學(xué);2008年

6 朱亞錕;基于非線性控制策略的多自主體系統(tǒng)有限時(shí)間一致性研究[D];燕山大學(xué);2013年

7 鄧彥松;多自主體編隊(duì)及協(xié)調(diào)控制研究[D];電子科技大學(xué);2013年

8 高維尚;復(fù)雜優(yōu)化問題的新型多自主體動(dòng)態(tài)進(jìn)化算法[D];大連理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 褚福芳;復(fù)雜多自主體系統(tǒng)的群集運(yùn)動(dòng)研究[D];魯東大學(xué);2015年

2 李旭;網(wǎng)絡(luò)化多自主體系統(tǒng)分布式編隊(duì)算法研究[D];燕山大學(xué);2014年

3 何敏紅;有關(guān)二階多自主體系統(tǒng)的一致性問題[D];鄭州大學(xué);2011年

4 邢少民;多自主體系統(tǒng)的多變量軌跡規(guī)劃與協(xié)作控制[D];燕山大學(xué);2012年

5 戴霄曄;序列創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散自主體模擬[D];華東師范大學(xué);2008年

6 王榮健;基于不對(duì)稱時(shí)滯離散多自主體系統(tǒng)一致性研究[D];鄭州大學(xué);2013年

7 姚梓璇;多區(qū)域創(chuàng)新擴(kuò)散與知識(shí)溢出的自主體模擬[D];華東師范大學(xué);2009年

8 戴萍萍;具有通信時(shí)延和輸入時(shí)延的多自主體一致性研究[D];江南大學(xué);2014年

9 方舒;基于概率連邊的多自主體系統(tǒng)一致性問題研究[D];上海交通大學(xué);2014年

10 何月華;固定拓?fù)浜碗S機(jī)切換拓?fù)涠嘧灾黧w系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)者跟隨一致性問題[D];鄭州大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2843153