自組織運動策略的數(shù)學機理研究.pdf

1、協(xié)調(diào)控制從近幾十年到如今，多智能體的協(xié)調(diào)控制問題受到了來自不同領域?qū)W者的關注。蜂擁控制作為由群體行為抽象而衍生出的一門新興學科和研究方向，它對自然界的群體行為進行了很好的理論解釋和數(shù)學說明。蜂擁控制具有與群體行為相同的性質(zhì)，分別是協(xié)調(diào)性和自組織性，它在多機器人系統(tǒng)和多無人機系統(tǒng)等領域具有很好的應用前景。一致性研究作為協(xié)調(diào)控制的基礎理論研究，指每個智能體之間通過局部的信息耦合作用而達到整體的狀態(tài)量一致。在現(xiàn)實生活中，由于每個智能體的個體差

2、異性或者任務的原因，它們的系統(tǒng)結構會有所不同進而去完成不同的任務。因此在同一個多智能體系統(tǒng)(MAS,Multi-Agent System)中，各個智能體所涉及到的動力學方程也會有所差異。本文中，異構MAS是指由多個不同動力學方程(階數(shù))的智能體組成的系統(tǒng)。在現(xiàn)實生活中，由于丟包等原因，使得MAS普遍具有時間上的延遲。因此，研究具有時延的異構MAS的一致性問題具有較大的現(xiàn)實意義和實用價值。
　　本文基于自組織運動，以異構MAS為研究

3、對象，研究帶有時延的異構MAS自組織運動的一致性。首先，本文分別介紹了靜態(tài)、動態(tài)、平均和分組一致性的定義；然后，分為連續(xù)異構MAS和離散異構MAS兩大方面來進行一致性分析。在連續(xù)和離散異構MAS中，主要研究由一階和二階智能體組成的異構MAS和由一階、二階和高于二階的智能體組成的高階異構MAS的一致性。在由一階和二階智能體組成的異構MAS中，分別用頻域法和非負矩陣法證明系統(tǒng)達到了靜態(tài)一致；在高階異構MAS中，本文首先提出帶有時延的控制協(xié)議