多智能体协调控制文献综述

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多智能体协同控制理论与应用研究

多智能体协同控制理论与应用研究

多智能体协同控制理论与应用研究多智能体协同控制是指通过多个智能体之间的协作与通信,来完成一个共同的目标。

随着人工智能、机器人技术的快速发展,多智能体协同控制在制造、交通、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。

本文将从多智能体协同控制的基本理论入手,探讨其在实际应用中的模型建立、算法设计和效果评估等方面的研究进展。

一、多智能体协同控制的基本理论多智能体协同控制相对于单一智能体控制,其最大的优势在于可以通过智能体之间的通信和协作,实现更高效的任务分工和资源利用。

但是,多智能体协同控制也面临着诸多挑战,如信息共享、协同决策、动态变化等。

因此,多智能体协同控制的研究需要考虑以下几个方面:1. 多智能体的结构模型:多智能体系统需要建立系统性的模型来描述智能体之间的关系和协作。

目前,常用的模型有集中式模型、分布式模型和混合模型。

其中,集中式模型将多个智能体抽象为一个整体,所有智能体的决策都是基于整体目标而定;分布式模型将智能体看作相对独立的节点,每个智能体可以独立决策;混合模型则结合了两者的优点,在任务分工和资源利用上更加灵活。

2. 多智能体的控制算法:多智能体协同控制需要设计一套有效的协同算法,以实现任务分工和资源利用。

目前,常用的协同算法有分布式控制算法、博弈论算法、强化学习算法等。

其中,分布式控制算法是常用的一种方法,其通过信息交换和迭代更新,实现相互协作的智能体达到一个共同的目标。

3. 多智能体的效果评估:多智能体协同控制的效果评估需要考虑任务达成率、系统鲁棒性、系统安全性等多个指标。

同时,在实际应用中,还需要考虑能源、时间、成本等多个约束条件。

二、多智能体协同控制的应用研究多智能体协同控制在制造、交通、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。

下面分别从这几个方面,探讨多智能体协同控制的具体应用。

1. 制造业在制造业中,多智能体协同控制可以应用于生产调度、物流管理、装配生产等多个方面。

例如,学者们针对大规模生产任务的车间调度问题,提出了一种采用多智能体协同控制的协作策略,能有效地提高生产效率和质量。

多智能体系统协同控制技术研究

多智能体系统协同控制技术研究

多智能体系统协同控制技术研究引言随着现代信息技术的不断发展,多智能体系统的研究应用越来越广泛。

多智能体系统是指由多个独立的智能体(Agent)组成的一个整体,每个智能体都能独立地完成自己的任务,并通过相互作用、协作和竞争,完成系统整体的任务。

而系统的执行效果和性能则取决于所有智能体的协同工作能力。

因此,多智能体系统的协同控制技术是一个重要的研究方向。

一、多智能体系统协同控制技术的概念多智能体系统协同控制技术是指对多智能体系统进行协作控制所需的技术手段。

其中,协同控制是指利用通信、共享信息、协调和合作,使多智能体能够同时工作,并协同实现整体的控制目标。

这种技术应用广泛,例如智能交通、环境监测、无人机、机器人等。

二、多智能体系统协同控制技术的实现方法多智能体系统协同控制技术主要有以下几种实现方法:1. 集中式控制集中式控制是指通过一个中央控制器来协同多个智能体完成任务。

该方法的优点是易于控制和实现,但缺点是当中央控制器出现故障时,整个系统将会瘫痪。

2. 分布式控制分布式控制是指协作智能体通过局部通讯完成任务。

在这种情况下,系统中的每个智能体都有自己的局部控制器,且它们都能感知和影响周围的同伴智能体。

该方法的优点是可靠性高,但缺点是易于产生控制冲突,且需要协调所有智能体的任务,相对来说复杂度较大。

3. 混合控制混合控制是指将集中式控制和分布式控制同时运用在多智能体系统协同控制中。

该方法的优点是兼顾了集中式控制的可控性和分布式控制的可靠性,但其缺点是复杂度较高,且需要花费较多的人力和资金。

三、多智能体协同控制优化要强化多智能体系统的协同控制能力,可以通过多智能体协同控制优化来实现。

多智能体协同控制优化的目的是通过优化控制策略和算法,提高系统的控制性能和鲁棒性。

其中,最优化控制是一种常见的优化方法。

该方法是在满足系统约束条件下,为实现所需的最优控制目标而进行的优化问题,一般通过求解优化问题的最优解来实现。

基于多智能体的协同控制技术研究

基于多智能体的协同控制技术研究

基于多智能体的协同控制技术研究一、引言多智能体系统具有分布式、去中心化、自组织的特点,在工业控制、机器人、交通、金融等各个领域都有广泛应用。

其实现的关键是协作控制,而多智能体系统的协作控制是指多个智能体根据某种策略,通过交换信息和协商达成共同目标的行为,并进一步实现针对复杂动态环境的自适应优化。

本文主要介绍基于多智能体的协同控制技术研究。

二、多智能体系统及其协同控制研究现状1.多智能体系统概述多智能体系统是一种由多个智能体组成的分布式系统,在该系统中,每个智能体都有其特定的功能和任务,根据系统的性质和目的,通过协作、交互等方式,实现系统的整体性能和目标优化。

2.多智能体系统的协同控制多智能体系统中各个智能体的协同控制是指它们在不同的执行过程中相互协调和相互作用以实现系统的整体性能和优化的目标。

该控制方式擅长于解决由于系统架构、智能体之间的相互作用和信息传递引起的非线性和不确定性问题。

3.现有研究面临的挑战当前多智能体系统的协同控制研究面临如下挑战:1)协助智能体之间不同的工作和任务分配。

2)网络改变、传输时间、滞后等时间因素下的稳定性。

3)协作控制的合理分配,以避免过大的计算和通信成本。

4)错误预测和预测模型的不确定性等。

三、基于多智能体的协同控制技术1.分布式最优协作控制分布式最优协作控制是最优协同控制问题的一种求解方法,该方法通过成本函数和约束条件建立优化目标,同时解决了智能体之间的协作及合理分工问题。

该方法以高效的算法实现了协同控制,2.基于人工智能的协同控制技术随着人工智能技术的发展,应用于协同控制的人工智能技术也日益成熟。

包括深度学习、计算机视觉、自然语言处理等技术在内的人工智能方法,能够有效地实现协同控制中的参数优化、状态估计、决策制定等问题。

这类技术在智能制造系统、交通系统、能源管理等领域应用广泛。

3.协作控制在机器人领域的应用在机器人领域,协同控制技术顺应机器人多关节、复杂环境等诸多机械、电气和控制等技术交叉缺陷,可以以机器人任务规划和路径优化、环境建模和感知等方面的应用为切入点,有效提高机器人的性能和灵活性。

多智能体控制系统研究现状与发展趋势分析

多智能体控制系统研究现状与发展趋势分析

多智能体控制系统研究现状与发展趋势分析在当今社会,人工智能技术不断地得到发展和应用,多智能体控制系统作为人工智能技术的一部分,也日益受到关注。

本文将针对多智能体控制系统的研究现状以及未来发展趋势进行分析。

一、多智能体控制系统的定义和应用多智能体控制系统是指由多个智能体组成的系统,通过相互协调和合作完成特定任务。

多智能体控制系统可以被广泛应用于诸如智能交通、机器人协作、电力系统、医疗保健等领域。

例如,在智能交通领域,多智能体控制系统可以用于交通信号灯的控制,智能交通流量调控以及交通设施的智能化。

二、多智能体控制系统的现状1.技术框架目前,多智能体控制系统的技术框架大致可以分为集中式和分布式两种。

集中式多智能体控制系统在传输数据时,需要将数据传输到集中的管理节点,这种系统的架构较为简单,但是由于数据流量过大,需要更高的硬件配置。

分布式多智能体控制系统,采用多个节点进行分布式计算,并且在任务执行时能够自动监测和协调,因此这种系统更加灵活和鲁棒。

2.算法优化多智能体控制系统中的算法优化是一个非常重要的问题。

基于多智能体控制系统的性能评价和优化问题,现有研究主要关注以下问题:1)多智能体间的协作与通信:如何保证智能体之间的协作,以及如何保证通信的安全和稳定。

2)多智能体的动态控制:如何提出一种能够响应环境变化和任务变化的控制方法。

3)多智能体的自组织和集体行为:如何实现一个可以自主学习和适应环境的系统。

三、多智能体控制系统的未来发展趋势1.机器学习与多智能体控制系统机器学习作为一种非常有前途的技术,可以与多智能体控制系统相结合。

这种结合可以使得多智能体控制系统能够更好地完成任务,并且可以适应其所面对的各种环境。

例如,在智能交通领域,机器学习可以用来预测路况、优化路线,从而提高智能交通系统的效率。

2.智能化与人工智能多智能体控制系统的发展趋势还包括智能化和人工智能。

智能化和人工智能可以提高多智能体控制系统的智能化水平,使得在不断变化的环境中能够做出适应性的决策。

多智能体系统的协作控制技术与应用

多智能体系统的协作控制技术与应用

多智能体系统的协作控制技术与应用第一章概述多智能体系统是由多个智能体组成的一种复杂系统,它们通过相互协作完成任务。

与单一智能体系统相比,多智能体系统具有更高的鲁棒性和适应性,并且在协作方面比单一智能体系统具有更高的效率和灵活性。

因此,多智能体系统已经得到了广泛的研究和应用。

本文将介绍多智能体系统的协作控制技术及其应用。

第二章多智能体系统的协作控制技术2.1 分布式控制分布式控制是多智能体系统的一种常用的协作控制技术,它是指将控制策略分配到多个智能体上,并通过相互协作实现系统的稳定性和性能要求。

其中,每个智能体只能观察到部分状态信息,并且只能与其邻居通信。

2.2 协同控制协同控制是指多个智能体在协作完成任务时通过互相协作实现的一种控制技术。

协同控制中,每个智能体的控制策略与其他智能体的控制策略紧密相连,因此每个智能体的行为都会影响整个系统的性能。

协同控制通常需要解决的问题包括如何合理地分配任务、如何构建相互协作的控制策略等。

2.3 集指导控制集指导控制是多个智能体通过共享信息实现的一种协作控制技术。

在集指导控制中,智能体之间共享信息,通过集指导控制策略来协作完成任务。

第三章多智能体系统的应用3.1 无人机编队无人机编队是多智能体系统应用的一个重要领域。

在无人机编队中,多个无人机通过协作控制,形成编队完成任务。

无人机编队可以应用于搜索救援、军事侦察等领域。

3.2 工业自动化工业自动化是多智能体系统应用的另一个重要领域。

在工业自动化中,多个智能机器人通过协作控制,完成生产线的任务。

工业自动化可以大幅度提高生产效率和产量,并且具有很高的灵活性和适应性。

3.3 智能交通系统智能交通系统是多智能体系统应用的另一个重要领域。

在智能交通系统中,多个智能车辆和智能交通设施通过协作控制,实现道路流量的平衡和交通拥堵的缓解。

第四章结论多智能体系统是一种复杂的系统,在实际应用中具有广泛的应用前景。

本文介绍了多智能体系统的协作控制技术及其应用,并简要分析了其特点和优缺点。

ai总结文章文献综述

ai总结文章文献综述

ai总结文章文献综述AI总结文章文献综述近年来,随着人工智能(AI)的快速发展,它已经成为了各个领域的热门话题。

AI的出现给人们的生活带来了诸多改变,从科学研究到工业生产,都受到了AI的影响。

本文旨在通过综述相关文献,总结AI在不同领域的应用和发展趋势。

1. AI在医疗领域的应用AI在医疗领域的应用日益广泛。

通过分析海量的医学数据,AI可以帮助医生进行疾病诊断和治疗方案的制定。

例如,利用AI技术可以从医学影像中自动检测和诊断肿瘤,提高了诊断的准确性和效率。

此外,AI还可以进行基因序列分析,帮助研究人员寻找新的治疗方法和药物。

2. AI在金融领域的应用AI在金融领域的应用也非常广泛。

通过利用大数据和机器学习算法,AI可以帮助银行和金融机构进行风险评估和欺诈检测。

同时,AI还可以进行股市预测和交易策略制定,提高投资的准确性和效益。

此外,AI还可以进行信用评分和客户服务,提升金融机构的运营效率。

3. AI在交通领域的应用AI在交通领域的应用有助于解决交通拥堵和安全问题。

通过利用AI 技术,可以实现智能交通系统,实时监测交通流量和路况,优化交通信号控制,提高道路利用率和交通效率。

同时,AI还可以进行驾驶辅助和自动驾驶技术的研发,提高道路安全性。

4. AI在教育领域的应用AI在教育领域的应用也日益增多。

通过利用AI技术,可以实现个性化教育,根据学生的学习情况和特点,提供定制化的教学内容和方法。

同时,AI还可以进行智能评估和反馈,帮助教师和学生了解学习进展和问题所在。

此外,AI还可以进行智能化的教学管理和资源推荐,提升教育质量和效果。

5. AI在工业制造领域的应用AI在工业制造领域的应用有助于提高生产效率和产品质量。

通过利用AI技术,可以实现智能化的生产流程和设备管理,提高生产线的自动化水平。

同时,AI还可以进行质量控制和故障预测,减少生产过程中的错误和故障,提高产品的一致性和可靠性。

此外,AI还可以进行供应链管理和物流优化,提高整体生产效率。

多智能体协同控制的研究与应用

多智能体协同控制的研究与应用

多智能体协同控制的研究与应用随着社会科技的发展与进步,智能化技术应用在各行各业中也不断推进。

在现今智能化技术已广泛应用的背景下,多智能体协同控制技术受到了越来越多的关注和研究。

本文将从多智能体协同控制技术的概念、研究进展和未来应用前景进行探讨。

一、多智能体协同控制技术的概念协同控制是指通过多个智能体的合作实现整个系统的优化效果,以达到所期望的控制目标。

多智能体协同控制技术主要包括动态协同控制和静态协同控制两种控制方式。

动态协同控制是指智能体通过不断地与环境进行交互,不断调整自己的行为来实现协同控制。

而静态协同控制则是通过事先设计好的策略来指导多个智能体完成对于整个系统的控制。

多智能体协同控制技术作为一种新型控制方式,它在航空、交通、工业和军事等领域有着广泛的应用。

通过多智能体协同控制技术的应用,可以实现智能物流控制、智能制造、智能交通等多种智能化产业管理与控制的领域。

二、多智能体协同控制技术的研究进展当前,多智能体协同控制技术研究的发展主要围绕着以下几个方向:1. 多智能体协同控制技术的理论研究多智能体协同控制技术理论发展主要包括协同控制方法、智能体间的通信协议、智能体的自适应性和鲁棒性设计等研究方向。

其中,协同控制方法主要是基于分布式控制理论和自适应控制理论开展的,旨在实现智能体之间的协调和联合控制。

2. 多智能体协同控制技术的应用研究多智能体协同控制技术在应用方面具有广泛的前景和应用需求。

随着时间的推移,多智能体协同控制技术在航空、军事、智能制造、智能交通等领域得到越来越广泛的应用和推广。

3. 多智能体协同控制技术的实验研究多智能体协同控制技术的实验研究是研究能否实现该控制技术以及实现控制的效果如何。

多智能体协同控制技术的实验研究主要涉及到软件模拟、硬件实现与验证。

三、多智能体协同控制技术的未来应用前景多智能体协同控制技术的应用还处在初始阶段,随着相关技术的不断发展,其未来应用前景依然广阔。

多智能体系统中的自适应协同控制技术研究

多智能体系统中的自适应协同控制技术研究

多智能体系统中的自适应协同控制技术研究摘要:随着科技的不断进步和人工智能的快速发展,多智能体系统的研究日益受到关注。

多智能体系统中的自适应协同控制技术可以在无集中控制器的情况下实现多个智能体之间的协调工作。

本文对多智能体系统中的自适应协同控制技术进行了综述,包括自适应控制原理、自适应协同控制方法和应用实例等。

1. 引言多智能体系统是由多个具有自主决策和交互能力的智能体组成的系统。

与传统的单个智能体系统相比,多智能体系统具有更高的灵活性和复杂性。

然而,多智能体系统中智能体之间的协同工作非常关键,如何在无集中控制器的情况下实现多智能体的自适应协同控制成为了研究的热点。

2. 自适应控制原理自适应控制是一种根据系统的不确定性和变化来调整控制参数的控制方法。

在多智能体系统中,每个智能体通过收集环境信息来了解系统的变化情况,并根据这些信息对自身的控制参数进行调整,以实现整个系统的协同控制。

3. 自适应协同控制方法3.1 基于模型的方法基于模型的自适应协同控制方法通过建立多智能体系统的数学模型来进行控制设计。

该方法可以根据系统的动态特性和性能要求,设计出适应性参数调整策略,以实现多智能体系统的协同控制。

3.2 基于学习的方法基于学习的自适应协同控制方法通过机器学习算法来实现智能体的协同控制。

在这种方法中,每个智能体通过学习和经验积累来调整自己的行为,以实现多智能体系统的协同控制。

这种方法不依赖于系统的数学模型和准确的环境信息,具有很高的鲁棒性和自适应性。

4. 应用实例4.1 群体机器人协同控制群体机器人协同控制是多智能体系统中的一个典型应用。

通过自适应协同控制技术,可以实现多个机器人的协同工作,包括集群移动、环境感知、任务分配等。

这种方法在工业生产和救援等领域具有广阔的应用前景。

4.2 网络化交通系统控制随着智能交通系统的发展,网络化交通系统控制成为了研究的热点。

在网络化交通系统中,车辆通过通信网络相互之间进行信息交换和协同控制。

多智能体系统的协同控制及其性能评估研究

多智能体系统的协同控制及其性能评估研究

多智能体系统的协同控制及其性能评估研究近年来,多智能体系统在各个领域中得到广泛应用。

多智能体系统是由多个独立的智能体组成,这些智能体可以协同工作以完成复杂的任务。

协同控制是多智能体系统中至关重要的一部分,它涉及到如何使多个智能体之间相互合作以达到共同目标。

而性能评估则是评估多智能体系统的效能和质量的重要手段。

本文将探讨多智能体系统的协同控制策略以及对其性能的评估方法。

首先,多智能体系统的协同控制需要考虑智能体之间的相互作用和通信。

在多智能体系统中,智能体之间的相互作用往往通过信息交换来实现,智能体通过共享信息和合作行动来实现任务的完成。

在协同控制中,存在许多不同的策略,如集中式控制、分布式控制和混合式控制。

集中式控制是指由中央控制器对所有智能体进行统一的控制,分布式控制则是将控制任务分发给各个智能体来分别完成,而混合式控制则是集结了集中控制和分布式控制的优点。

更进一步,协同控制还需要考虑智能体之间的协调问题,如冲突解决、任务分配和路径规划等。

这些问题需要综合考虑智能体的局部信息和全局信息,以确保系统能够高效地协同工作。

其次,对于多智能体系统的性能评估,需要使用合适的指标来评估系统的协同效果和性能。

一种常用的指标是系统的整体性能,即智能体完成任务所花费的时间、所使用的能源等。

另一种指标是系统的稳定性,即系统能否在各种不确定性因素下仍然保持稳定运行。

此外,还可以使用一些代表系统效果的定量指标,如任务分配的公平性、路径规划的效率等。

通过这些指标的评估,可以对多智能体系统的协同控制策略进行优化和改进,以提高系统的整体性能和稳定性。

在协同控制和性能评估的研究中,有许多方法和技术被应用。

一种常用的方法是基于强化学习的控制策略。

强化学习是一种通过与环境交互来学习策略的机器学习方法。

在多智能体系统中,每个智能体可以看作是一个强化学习的代理,通过学习和优化自己的策略来适应环境和其他智能体的行为。

另一种方法是基于优化算法的控制策略。

多智能体系统中的协调决策与控制研究

多智能体系统中的协调决策与控制研究

多智能体系统中的协调决策与控制研究随着人工智能技术的不断发展,多智能体系统在各个领域中的应用越来越广泛,如无人驾驶、智能交通、军事作战等等。

多智能体系统中的协调决策与控制是一个重要的研究方向,旨在实现多机器人或多智能体之间的协同工作,提高系统的整体效能。

本文将从多智能体系统的定义、协调决策的方法和控制策略等方面进行介绍。

一、多智能体系统的定义多智能体系统是指由多个智能体组成的一个系统,每个智能体都可以通过自身的感知、决策和行动,与其他智能体协同工作,完成特定的任务。

智能体具有自主性、协同性和适应性等特点。

多智能体系统的复杂性远远超过单个智能体系统,因此,实现多智能体系统的协同决策与控制是一个相对困难的问题。

二、协调决策的方法在多智能体系统中,各个智能体之间相互依赖,需要进行协调,以达到整个系统的目标。

目前,常用的协调决策方法主要有集中式方法、分布式方法和混合式方法。

1、集中式方法集中式方法是指通过指定一个中心智能体进行决策,并将决策发送给其他智能体进行执行。

这种方法的优点是控制逻辑简单,容易理解和实现;缺点是中心化的系统易受单点故障和攻击,同时通信量也会增加。

2、分布式方法分布式方法是指在多个智能体之间通过通信和协商来共同决策。

这种方法的优点是系统结构分散、容错性强,并且可以适应环境的变化;缺点是决策时间长、难以保证全局最优解。

3、混合式方法混合式方法是指将集中式方法和分布式方法相结合,通过更加灵活的机制来实现多智能体之间的协同决策。

这种方法可以充分发挥各自的优点,提高系统的性能和效率。

三、控制策略在实现多智能体系统的协同工作中,控制策略起着至关重要的作用。

常用的控制策略有强化学习、最优化方法、协同控制等等。

1、强化学习强化学习是指智能体通过与环境交互,通过试错的方式从环境中学习并调整策略。

这种方法适用于多智能体环境下的决策问题,可以不断优化策略和决策效果。

2、最优化方法最优化方法是指通过优化目标函数,寻找最优决策的方法。

多智能体协同控制算法研究

多智能体协同控制算法研究

多智能体协同控制算法研究一、前言随着工业自动化和机器人技术的不断发展,多智能体系统在生产与制造领域中已经开始广泛应用。

这些系统能够通过多个智能体之间的协同工作,实现高效的智能控制,从而提高生产效率和产品质量。

本文将介绍多智能体协同控制算法在实践中的应用。

二、多智能体系统多智能体系统是指由多个智能体组成的系统,每个智能体具有自主决策能力和信息处理能力。

多智能体系统通常包括以下几个主要组成部分:1. 智能体:每个智能体具有自主决策和执行控制任务的能力,能够根据自身的感知和决策,与其他智能体协同工作。

2. 环境:多智能体系统运行的环境,包括外部物理环境和各个智能体之间的通信环境。

3. 通信:各个智能体之间进行信息交换和协调的通信机制。

4. 协同控制算法:通过协同的计算和控制,实现对整个系统的智能控制。

在多智能体系统中,智能体之间的相互协作和控制是实现系统高效运行的关键。

三、多智能体协同控制算法多智能体协同控制算法是指通过协同计算和控制,对多个智能体的运动进行调控和协调,以实现对整体系统行为的控制。

多智能体协同控制算法在机器人控制、智能车辆、无人机、智能家居等领域得到广泛应用。

常用的多智能体协同控制算法包括以下几种:1. 贝叶斯网络贝叶斯网络是一种基于概率模型的协同控制算法。

它通过建立多个智能体之间的概率关系,对智能体的动态决策进行调节和优化。

贝叶斯网络在机器人控制和图像识别等领域得到广泛应用。

2. 博弈论博弈论是一种将多智能体系统中的个体决策看作博弈过程,以实现协同控制的算法。

它将智能体之间的决策过程建模为博弈,通过博弈策略的制定和实施,实现智能体之间的合作和竞争,以达到最优决策。

3. 强化学习强化学习是一种基于反馈信号的学习算法,它通过智能体与环境进行交互,从环境中获取反馈信号,从而不断优化智能体的决策和行为。

强化学习在智能家居和机器人控制等领域中得到广泛应用。

4. 神经网络神经网络是一种基于人工智能的协同控制算法,它通过模拟生物神经网络的工作原理,实现智能体之间的协同和优化。

多智能体系统协调控制一致性问题研究

多智能体系统协调控制一致性问题研究

多智能体系统协调控制一致性问题研究摘要:本文首先给出了多智能体系统协调控制一致性问题的发展情况,介绍了解决一致性问题的主要原理和适用范围,对一致性协议进行了总结,对一致性问题研究的主要领域进行了简单的概括。

文章最后对多智能体系统未来的发展方向进行了探讨和分析,提出几个具有理论和实践意义的研究方向。

关键词:分布式人工智能;多智能体系统;协调控制;一致性问题1. 引言多智能体系统在20世纪80年代后期成为分布式人工智能研究中的主要研究对象。

研究多智能体系统的主要目的就是期望功能相对简单的智能体之间进行分布式合作协调控制,最终完成复杂任务。

多智能体系统由于其健壮、可靠、高效、可扩展等特性,在计算机网络、机器人、电力系统、交通控制、社会仿真、虚拟现实、军事等方面有着广泛应用[1-3]。

智能体的分布式协调合作能力是多智能体系统的基础,是发挥多智能体系统优势的关键,也是整个系统智能性的体现。

在多智能体分布式协调合作控制问题中,一致性问题作为智能体之间合作协调控制的基础,主要是研究如何基于多智能体系统中个体之间有限的信息交换,来设计的算法,使得所有的智能体的状态达到某同一状态的问题。

一致性协议问题作为智能体之间相互作用、传递信息的规则,它描述了每个智能体和与其相邻的智能体的信息交换过程。

近年来,一致性问题的研究发展迅速,包括生物科学、物理科学、系统与控制科学、计算机科学等各个领域都对一致性问题从不同层面进行了深入分析,一致性问题作为智能体之间合作协调的基础,受到越来越多研究者的关注,成为系统与控制领域的一个重要研究课题。

2. 多智能体系统协调控制中一致性问题阐述2.1图论基础知识图论和矩阵论是一致性问题研究分析中非常重要的工具,很自然的会想到用图论相关知识来表示多智能体相互间传递信息的过程。

如果用G = (V ,E)来表示一个图,其中V表示非空顶点的集合,E V2表示节点对组成的边的集合。

假设集合V中共有n个节点,切编号为i・口2,..., n?。

关于智能控制的文献综述

关于智能控制的文献综述

关于智能控制的文献综述一、智能控制概述智能控制,也称为自动化智能控制,是一种将人工智能理论与控制理论相结合的技术。

它通过模拟人类思维模式,实现对复杂系统的智能化控制。

智能控制的目标是提高系统的性能,优化系统的运行状态,以满足各种实际应用的需求。

二、智能控制发展历程智能控制的发展可以分为四个阶段:萌芽期、形成期、成熟期和最新发展阶段。

萌芽期主要是在20世纪50年代,人工智能和控制理论开始被独立研究;形成期是在20世纪70年代,随着计算机技术的发展,人工智能和控制理论开始融合;成熟期是在20世纪90年代,智能控制的相关理论和技术开始应用于各个领域;最新发展阶段是从21世纪初至今,随着物联网、大数据、云计算等新技术的出现,智能控制得到了更广泛的应用和发展。

三、智能控制的主要技术智能控制的主要技术包括专家控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法等。

这些技术通过模拟人类的思维模式,实现对系统的智能化控制。

其中,专家控制是基于专家知识的控制;模糊控制是通过模糊逻辑理论的控制;神经网络控制是通过模拟人脑神经元网络的控制方式;遗传算法是一种基于生物进化理论的优化算法。

四、智能控制在各领域的应用智能控制已被广泛应用于各个领域,如工业自动化、航空航天、医疗保健、农业等。

在工业自动化领域,智能控制可以实现生产线的自动化检测、控制和优化;在航空航天领域,智能控制可用于飞行器的自主导航、自主控制和自主决策;在医疗保健领域,智能控制可用于医疗设备的智能化操作和病人的智能化监护;在农业领域,智能控制可用于智能化灌溉、智能化施肥和智能化养殖等。

五、智能控制面临的挑战与展望智能控制面临的挑战包括如何提高控制的精度和稳定性、如何处理大规模复杂系统的控制问题、如何降低控制成本和提高经济效益等。

展望未来,随着新技术的不断涌现和应用,智能控制将面临更多的挑战和机遇。

未来智能控制的发展方向包括:更加智能化、更加自主化、更加集成化、更加网络化等。

机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述【范本模板】

机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述【范本模板】

(2)控制系统的硬件结构
通过小组初步讨论决定控制计算机使用研华的主机,运动控制卡选用ADT(深圳众为兴),电机选用伺服电机.
(3)控制系统的软件部分
主要采用VC进行编程,构建一个控制系统平台,在程序中给定坐标后,实现机械手从一点移动到另一点进行上下料的搬运工作。

之所以使用VC,一方面,ADT 的运动控制卡支持VC进行编程,另一方面,使用VC进行编程比较灵活,易于改进和变化。

(4)电路图部分
根据所选的硬件设备,使用Protel进行绘制.
三、作者已进行的准备及资料收集情况
在设计之前,翻阅了多篇关于机器人方面的书籍.对于控制系统的发展及其在机器人上的应用都有了相关的了解,这为建立机器人控制系统的模型做了一些前期准备工作.在此期间,还自学Protel和Solidworks等软件,为控制系统的电路设计和程序设计做好了准备。

还借了《单片机基础》、《48小时精通Solidworks2014》、《工业机器人》等书籍便于今后设计过程翻阅参考。

四、阶段性计划及预期研究成果
1.阶段性计划
第1周:阅读相关文献(中文≥10篇,英文≥1篇),提交文献目录及摘要。

第2周:翻译有关中英文文献,完成文献综述、外文翻译,提交外文翻译、文献综述.
第3~6周:控制系统总体设计,提交设计结果.
第7~11周:硬件元器件的选型、I/O口接线图,提交设计结果
第,12~14周:软件编程,装配图。

第15周:工程图绘制,工程图。

第16周撰写毕业设计说明书,提交论文,准备答辩。

多智能体协同控制技术的研究与应用

多智能体协同控制技术的研究与应用

多智能体协同控制技术的研究与应用概述:多智能体系统是由多个具有自主决策和相互交互的智能体组成的集合体。

多智能体系统越来越广泛地应用于各种领域,如无人机群控、机器人协作、交通系统等。

在多智能体系统中,协同控制技术的研究和应用具有重要意义。

本文将介绍多智能体协同控制技术的主要研究方向和应用领域,并探讨其未来的发展趋势。

一、多智能体协同控制技术的研究方向1. 集中式控制与分布式控制多智能体系统的控制方式可以分为集中式控制和分布式控制两种。

集中式控制指的是通过一个中央控制器来协调和调度所有智能体的行为,而分布式控制则是每个智能体通过与周围智能体的通信与协调来实现全局的目标。

在研究方向上,需要对集中式控制与分布式控制进行深入研究,包括控制算法的设计与分析、通信协议的选择与优化等。

2. 知识表示与共享在多智能体系统中,智能体需要共享知识和信息来实现协同控制。

因此,知识表示与共享是多智能体协同控制技术的关键问题之一。

研究方向包括知识表示模型的构建与优化、分布式知识共享机制的设计与实现等。

3. 协同决策与规划协同决策与规划是多智能体协同控制技术的核心内容之一。

智能体需要通过协商、协调和合作来实现共同的目标。

在研究方向上,需要研究有效的协同决策与规划算法,包括分布式决策与规划算法的设计与优化、协同博弈与协商机制的研究等。

二、多智能体协同控制技术的应用领域1. 无人机群控无人机群控是多智能体协同控制技术的典型应用之一。

通过多智能体协同控制技术,可以实现无人机之间的协同飞行、任务分配和信息共享,提高无人机的任务执行效率和安全性。

无人机群控技术在军事、物流和灾难救援等领域具有广阔的应用前景。

2. 机器人协作机器人协作是多智能体协同控制技术的另一个重要应用领域。

通过多智能体协同控制技术,可以实现多个机器人之间的协同任务执行、路径规划和物体搬运等。

机器人协作技术可以应用于制造业、医疗服务和家庭助理等领域,极大地提高了工作效率和生活质量。

多智能体协同控制技术研究

多智能体协同控制技术研究

多智能体协同控制技术研究一、前言在现代社会,人工智能技术的发展如日中天,越来越多的应用场景涌现出来,其中多智能体协同控制技术作为人工智能技术的一种重要应用方式,被广泛应用于各种机器人、智能家居、通信网络等领域。

本文主要介绍多智能体协同控制技术的研究发展现状、存在问题及未来发展趋势。

二、多智能体协同控制技术介绍多智能体系统(MAS)是由多个智能体(agent)组成的系统,它们可以相互交流和协作,以实现某种特定的目标。

多智能体协同控制技术就是让多个智能体协同完成某个任务的控制策略和算法,主要分为两大类:集中式控制和分布式控制。

集中式控制是指所有智能体的控制指令由一个中央控制器决定,所有智能体通过与中央控制器的通信实现协同控制。

分布式控制是指所有智能体通过相互通信和协作来实现协同控制,每个智能体都有自主的决策和行动能力。

三、多智能体协同控制技术的研究现状1. 集中式控制技术集中式控制技术相对成熟,可达到较高控制精度,适用于需要高精度控制的应用场景。

现有的集中式控制算法主要包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

其中,PID控制算法在多智能体协同控制技术中得到了广泛应用,具有控制稳定、调节快、实现简单等优点。

模糊控制和神经网络控制相对于PID控制,更适用于处理复杂的非线性控制问题,但其训练和调试成本比PID控制高。

2. 分布式控制技术分布式控制技术是多智能体协同控制技术的主要研究方向之一,目前研究重点主要集中在以下几个方面:(1)协议设计:协议是多智能体系统实现分布式控制必不可少的一部分,现有研究主要集中在基于图论、坐标系等模型的协议设计上。

(2)控制算法:分布式控制算法的设计是多智能体协同控制技术研究中最具挑战性的任务之一,目前主要包括基于自组织、模型预测、强化学习等算法。

(3)智能体通信:实现智能体之间的信息交流是多智能体系统实现分布式控制的基础,主要研究包括分布式共识、分布式一致性等。

四、多智能体协同控制技术的存在问题1. 算法设计问题多智能体协同控制技术的研究中主要存在算法设计问题,包括系统建模不完整、控制算法设计缺乏理论指导等。

多智能体系统中的分布式协同控制研究

多智能体系统中的分布式协同控制研究

多智能体系统中的分布式协同控制研究一、引言自从20世纪以来,多智能体系统已经成为研究热点之一。

多智能体系统是由多个智能体组成的,智能体是分布式系统中的个体组件。

在多智能体系统中,各个智能体之间可以相互交互、通信、合作等。

多智能体系统有着广泛的应用领域,例如,自主机器人、智能交通、机器人协作和分散式制造等。

二、多智能体系统的分布式协同控制概述多智能体系统的分布式协同控制,是指多个智能体之间在一个共同的环境中,通过协同控制来完成某种任务或者目标。

在多智能体系统中,每个智能体都有着自己的感知、推理和决策能力,他们需要共同协作以实现整个系统的目标。

在多智能体系统中,分布式协同控制的优点包括高鲁棒性、高灵活性、高可靠性、高效率和低成本等。

三、分布式协同控制关键技术1、智能体的建模与识别在多智能体系统中,智能体的建模和识别是非常重要的。

智能体的建模需要考虑到其感知、推理和行动等方面,以及与其他智能体之间的交互行为。

同时,对于不同类型的智能体,需要使用不同的建模方法和技术。

2、协同控制算法在多智能体系统中,协同控制算法是必不可少的。

协同控制算法可以根据不同的任务或者目标来设计,例如,任务分配、路径规划、决策协调等。

协同控制算法需要考虑到智能体之间的交互行为、通信能力、传感器信息等因素。

3、协议设计在多智能体系统中,协议设计是非常重要的。

协议可以用来规定智能体之间的交互模式、交互协议、通信协议等。

同时,协议的设计需要考虑到系统的分布式性质,以及对性能和可靠性的影响。

4、协作建模与分析在多智能体系统中,协作建模和分析是必不可少的。

协作建模是指分析智能体之间的协作方式和协作机制,以及其对系统性能和可靠性的影响。

协作分析则是基于协作建模,对协作方式和机制进行分析和评估。

四、分布式协同控制研究领域1、多智能体决策协调在多智能体系统中,智能体之间的决策协调是非常重要的。

决策协调的研究主要包括分布式决策模型、决策协调算法、决策协调协议等方面。

多智能体系统中的协同控制与优化研究

多智能体系统中的协同控制与优化研究

多智能体系统中的协同控制与优化研究引言在现代科技的发展背景下,多智能体系统在许多领域中得到了广泛的应用,如自动驾驶、物流调度、无人机编队等。

这些系统中的智能体之间需要通过合作与协同来达到共同的目标。

同时,为了使得智能体之间能够高效地协同工作,协同控制与优化成为了研究的重点。

一、多智能体系统的协同控制多智能体系统中的协同控制是指智能体之间通过相互通信与协作,以实现整体性能的最大化。

协同控制的研究旨在解决多智能体系统中智能体之间的合作与协作问题,通过调整每个智能体的行为,使得整个系统能够达到某种性能指标。

为了实现协同控制,研究者们提出了各种协同算法与协同机制。

其中一种常用的方法是分布式控制。

分布式控制是将全局控制问题分解为每个智能体的个体控制问题,从而实现整体控制。

此外,还有一些集中式控制的方法,通过一个中心控制器来调度各个智能体的行为。

为了实现协同控制,智能体之间的通信与协作起着关键作用。

通信网络的选择与设计是实现协同控制的重要环节。

研究者们提出了基于图论的方法来描述智能体之间的通信拓扑结构,从而设计相应的协同控制算法。

二、多智能体系统的协同优化多智能体系统的协同优化是指通过智能体之间的合作与协作,以达到整体性能的优化。

协同优化的研究旨在解决多智能体系统中资源分配与任务分配的问题。

通过合理地分配资源和任务,使得整个系统的性能得到最大化。

在协同优化过程中,关键问题是如何设计合适的优化算法与机制。

常见的协同优化方法包括分布式优化与集中化优化。

分布式优化是将全局优化问题分解为每个智能体的个体优化问题,从而实现整体优化。

而集中化优化通过一个中心优化器来协调智能体的行为。

在协同优化中,合作与竞争的平衡也是一个重要的问题。

在多智能体系统中,智能体之间可能存在竞争关系,因此如何使得智能体相互合作,同时保持一定的竞争性,是协同优化研究的一个热点问题。

三、多智能体系统中的应用领域多智能体系统的协同控制与优化在许多领域中得到了广泛的应用。

基于多智能体系统的协同控制与协同决策研究

基于多智能体系统的协同控制与协同决策研究

基于多智能体系统的协同控制与协同决策研究摘要:多智能体系统(Distributed Intelligent Systems, DIS)的协同控制与协同决策是一个复杂而重要的研究领域。

该领域致力于研究多个智能体之间相互合作、相互协调的方式,以达到共同的控制目标。

本文将介绍多智能体系统的基本特点,探讨协同控制与协同决策的关键问题,并介绍目前的研究成果和应用前景。

1. 引言多智能体系统是由多个智能体构成的集合体,智能体之间具有一定的自治性和相互交互能力。

这些智能体可以是无人机、机器人、传感器、汽车等,它们通过相互合作、信息交换和协同行动来达到共同的目标。

协同控制与协同决策是多智能体系统中保证各个智能体之间协作有效性的重要手段。

2. 多智能体系统的基本特点多智能体系统与传统的单一智能体系统相比,具有以下几个基本特点:(1)分布性:多智能体系统中的各个智能体分布在不同的空间位置和时间段中,彼此之间相互独立工作和决策。

(2)自治性:每个智能体拥有自己的感知、决策和执行能力,可以独立地做出决策和行动。

(3)协同性:多智能体系统中的智能体之间通过合作、协调和共享信息来完成共同目标。

3. 协同控制与协同决策的关键问题在多智能体系统中,协同控制与协同决策面临许多具有挑战性的问题。

(1)信息共享与通信:为了实现智能体之间的协同行动,需要建立高效的信息共享和通信机制,使得各个智能体能够及时地获取其他智能体的信息并作出相应的决策。

(2)决策一致性与合作性:多智能体系统中的智能体可能拥有不同的目标和利益,协同控制与协同决策需要通过一致性和合作性的机制来调节智能体之间的冲突和竞争,以达到整体性能的最优化。

(3)动态性与复杂性:多智能体系统中的环境和任务通常是动态变化和复杂的,协同控制与决策需要能够快速适应和应对不确定性和变化性。

4. 目前的研究成果与应用前景在多智能体系统的协同控制与协同决策领域,研究人员已经取得了一些重要进展。

多智能体系统文献综述

多智能体系统文献综述

多智能体系统文献综述摘要:对多智能体系统及其协同控制理论研究和应用方面的发展现状进行了简要概述.首先给出Agent及多Agent系统的概念和特性等,介绍了研究多Agent系统协同控制时通常用到的代数图论;然后综述了近年来多Agent系统群集运动和协同控制一致性方面的研究状况,并讨论了其在军事、交通运输、智能机器人等方面的成功应用;最后,对多Agent系统未来的发展方向进行了探讨和分析,提出几个具有理论和实践意义的研究方向,以促使多Agent系统及其协同控制理论和应用的深入研究。

关键词:多Agent系统(MAS);协同控制;代数图论;群集运动;一致性协议分布式人工智能是人工智能领域中一个重要的研究方向,而多Agent系统(multi—Agent systemMAS)则是其一个主要的分支. 20世纪90年代,随着计算机技术、网络技术、通信技术的飞速发展,Agent及MAS的相关研究已经成为控制领域的一个新兴的研究方向。

由于Agent体现了人类的社会智能,具有很强的自治性和适应性,因此,越来越多的研究人员开始关注对其理论及应用方面的研究.目前,人们已经将MAS的相关技术应用到交通控制电子商务、多机器人系统、军事等诸多领域。

而在MAS中,Agent之间如何在复杂环境中相互协调,共同完成任务则成为这些应用的重要前提.近年来,从控制的角度对MAS进行分析与研究已经成为国内外众多学术机构的关注热点,人们在MAS协同控制问题上做了大量的研究工作,特别是在MAS群集运动控制和协同控制一致性问题方面取得了很大的进展.目前对MAS的研究总体上来说还处于发展的初步阶段,离真正的实用化还有一定的距离;但其广泛的应用性预示着巨大的发展潜力,这必将吸引更多专家、学者投入到这一领域的研究工作中,对MAS的理论及应用做进一步探索.根据上述目的,本文主要概述了多智能体系统(MAS)在协同控制方面的研究现状及其新进展1 Agent与MAS的相关概念1。

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多智能体系统的协调控制相关内容摘要近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制"交通车辆控制"无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题’首先介绍了多智能体系统的研究背景和智能体的概念; 然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析; 最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究。

关键词多智能体系统; 一致性; 队形控制;群集/蜂拥0 引言在落叶飘飞的秋天,人们经常看见大雁排着整齐的人字型队伍迁徙到南方; 在阴暗潮湿的环境下,细菌部落聚集而生; 夏天池塘的青蛙同时发出哇哇的叫声; 夏日的一群萤火虫同时发出一闪一亮的光线; 自然界中成群的蜜蜂,事先没有商量建筑蜂巢的蓝图,但是它们各自搬运泥土,筑成了坚固的蜂巢; 在海洋中某些鱼类,具有规则队形聚集在一起运动,当发现新的食物来源或者受到外部攻击时,原来规则的队形被打乱了,但是在没有外界力量的介入下,一段时间之后,这群鱼类又建立了规则的队形聚集在一起运动。

自然界中的这些自组织现象在没有集中中央控制的条件下,是什么样的工作机制,使得内部个体相互感知和交换信息,从而外部表现出规则而有序的智能行为运动? 并且这种智能行为是单个个体所不能达到的,因而这些现象引起了生物学家的兴趣,生物学家试图了解这些自然界生物系统内部的工作机制,期望把这些理论应用到实际的系统中,为一些新出现的系统,例如交通车辆系统"机器人编队系统"无人飞机或者水下航行器系统等复杂智能系统提供理论指导,生物学家最初使用模拟仿真实验的方法,不能在理论上真正揭示这些生物界自组织现象的本质。

在计算机和工程领域,随着它们的发展,早期的集中式和分布式计算系统不能处理越来越复杂和规模越来越大的实际问题。

20世纪 70 年代以后,分布式人工智能方法出现,能够解决当时的问题,得到了迅速的发展,但是这种分布式人工智能有其缺点,就是低层子系统个体之间的相互作用方式是被高层系统根据任务预先设定好的,采用“自上而下”的分析方法,因此缺乏灵活性,很难为实际中的复杂大系统建模。

为了克服上述的缺点,美国麻省理工学院的Minsky最早提出了智能体( agent) 的概念,同时把生物界个体社会行为的概念引入到计算机学科领域。

这时,生物学和计算机科学领域发生了交叉。

所谓的智能体可以是相应的软件程序,也可以是实物例如人、车辆、机器人、人造卫星等。

近些年来,由于生物学、计算机科学、人工智能、控制科学、社会学等多个学科交叉和渗透发展,多智能体系统越来越受到众多学者的广泛关注,已成为当前控制学科的热点问题。

对多智能体系统的研究成果日益增多。

1 智能体的概念多智能体系统是由一系列相互作用的智能体构成,内部的各个智能体之间通过相互通信、合作、竞争等方式,完成单个智能体不能完成的,大量而又复杂的工作。

多智能体系统有以下特点:1) 每个智能体都有独立的决策、计算能力以及独立的通信能力,但是自身的感知能力又是有限的,只能根据局部邻居的信息作出判断。

例如,用一组机器人完成某个地方的地面情况勘察,每个机器人通过自身携带的传感器获取自己周围地面的信息,然后把这些信息进行融合,于是这一组机器人获得地面信息比单个机器人获得的地面信息全面。

2) 多智能体系统中采用大规模的分布式控制,不会因为个别智能体之间的通信故障,而影响整个多智能体系统的运行,因而具有更好的灵活性和可扩展性。

例如,现在的互联网就是一个多智能体系统,不会因为某些路由器的损坏,而影响网络的通信。

这种分布式控制的方式,与集中式控制相比,具有更强的鲁棒性。

在工业成本上来讲,分布式控制的工业成本要小于集中式的工业成本。

例如,在工业上,往往一些简单而且价格低廉的设备相互协调作用,从而取代工业中价格昂贵、结构复杂的大设备,大大节省了工业成本。

3) 每个智能体以自己的利益达到最大化为自己的行动和决策准则。

当面临决策的时候,每个智能体都会让自己的利益达到最大化。

例如在有限的资源下,智能体之间会抢夺有限的资源。

2 多智能体系统的协调控制研究从控制理论的角度来看,由于各智能体之间的合作、竞争、通信等关系能刻画复杂大系统内部的本质特性,所以多智能体系统能为复杂大系统提供建模思想,成为前复杂系统理论中一个重要的研究方向。

在多智能体系统的协调控制中,基本而又重要的问题是群集问题、队形问题和一致性问题。

2.1 多智能体系统的群集问题多智能体系统的群集问题是通过智能体之间的相互感知和作用,产生宏观上的整体同步效应,称作是涌现行为。

例如,前文例子中的蜜蜂筑巢、成群的鱼共同的觅食和逃避天敌等行为。

20世纪70年代以前,对生物界的群集现象的研究只局限于根据长期的观察,得到研究结果。

由于计算机技术的发展,推动了对群集现象的深入研究。

2.2 多智能体系统的队形问题对多智能体系统的队形控制研究最早起源于生物界。

人们观察到自然界群居的捕食者通常是排成一定的队形捕获猎物,某些动物排成一定的队形抵抗攻击,这是达尔文进化论中的自然选择的结果,适者生存,自然界中的群居的动物采用队形的方式有利于自身的生存。

受自然界队形思想的启发,多机器人队形问题、无人飞机编队、人造航天器编队和多车辆系统等,引起了国内外学者的极大兴趣。

多智能体的队形控制问题是指,一组多智能体通过局部的相互作用( 通信、合作、竞争) ,使它们在运动过程中保持预先指定的几何图形,向指定的目标运动,要求每个智能体在运动的过程中,各智能体之间保持一定的距离避免发生碰撞,在运动的道路上能绕过障碍物。

多智能体系统的队形问题与多智能体系统的群集问题的区别是,队形问题要求智能体之间在运动的过程中保持预先给定的几何图形。

多智能体系统的队形问题在航天、工业、交通和娱乐等领域都有广泛的应用前景。

多智能体系统的队形控制主要解决的是以下问题:1) 各智能体之间如何相互作用,才能生成指定的队形;2) 在队形移动的过程中,智能体之间是如何相互作用,才能保持指定队形的;3) 在运动的过程中,队形中的个体如何才能躲避障碍物;4) 当外界环境突然改变时,如何自适应地改变队形或者保持队形,以适应环境。

2.3 多智能体系统的一致性控制多智能体系统中的一个基本问题就是一致性问题。

一致性问题来源于多智能体系统的协调合作控制问题。

一致性问题就是如何设计智能体局部之间的作用方式,使各智能体根据邻居传来的信息,不断调整自己的行为,使所有的智能体的状态随着时间的推移达到共同的值。

设计智能体之间的通信方式,称作是一致性协议或者是一致性算法。

近年来,大量学者沿着不同思路和方法对多智能体系统一致性问题进行了研究,分别从连续和离散、固定和切换拓扑、带有时滞和无时滞、有领导者和无领导者等多个方面进行研究多智能体系统的一致性问题。

下面从多智能体系统一致性问题备受关注的几个子问题入手,介绍一下多智能体系统的发展现状。

1) 有领导者的多智能体系统的一致性问题在多智能体系统中,有个别智能体代表着整个多智能体系统的共同利益或者是其他智能体跟踪的目标,把这些智能体称作是领导者,把其他的智能体称作是跟随者。

带有领导者的多智能体系统的一致性问题,也称作是一致性跟踪问题,就是通过合适的算法,使得领导者和跟随者的最终状态达到一致。

这种方法有其缺陷,就是当领导者遭到破坏或者是领导者的速度变化过快导致跟随者跟踪不上时,领导者和跟随者的最终状态无法达到一致。

2) 无领导者的多智能体系统一致性问题在多智能体系统中,如果各智能体的地位和作用是平等的,称这样的系统是无领导者的多智能体系统。

无领导者的系统也可以看作是带有领导者的系统,即把其中一个智能体看作是虚拟的领导者就可以了,大量的文献采用了虚拟领导者的方法研究了无领导者的问题。

通用的一般方法是把其中的一个智能体作为第 1个智能体,其余的智能体和第1个智能体状态求差值,这样就化成了线性系统的稳定性问题。

利用经典的控制理论和图论知识,得到一致性的相关条件。

3) 随机一致性问题当拓扑结构是固定的,或者连续变化的拓扑是按一定顺序的,称作是确定的拓扑,即各智能体之间的通信连接是确定的。

这种情况是在比较理想的情况下出现的。

在现实中,由于通信介质、通信信道的限制,外部环境不确定的影响以及随机噪声的干扰,导致智能体之间的通信连接是随机变化的。

研究智能体之间的通信是随机变化的情况,是非常有意义的工作。

当智能体之间通信的随机变化满足一定的条件时,即当前时刻的状态只依赖于前一时刻的状态,是马尔可夫链中的一个性质,因此可以借助随机过程的相关知识处理一致性问题。

当智能体通信的变化满足马尔可夫链,且智能体之间各个状态差值平方的期望趋于0,称作是多智能体系统的均方一致性问题。

4) 快速一致性收敛和有限时间一致性问题在多智能体系统中,因为收敛速度会影响系统的控制精度和抑制干扰的能力,也是衡量一个系统性能的重要指标,因此一致性收敛速度较快标志着系统性能较强。

快速一致性收敛问题受到众多学者的关注。

3 总结由于多智能体系统的协调控制问题有着广泛的应用前景,例如军事、航天和工业等方面,受到国内外学者的广泛关注,需要来自各个学科的学者从不同角度进行研究。

虽然目前的关于多智能体系统的结果层出不穷,取得了令人瞩目的成果,但是仍然没有形成普遍使用的理论和方法。

对多智能体系统的很多方面工作的研究,只是刚刚起步,例如对多智能体系统网络优化方面的问题等。

又由于随着社会的发展,新问题的出现,需要对多智能体系统从各个领域进行深入研究。

1) 复杂动态网络的建模问题。

复杂动态网络可以看作是多智能体系统。

由于动态网络中的个体数目是不固定的,且个体之间的相互作用关系是动态变化的,如何建立精确的数学模型,是复杂系统走向量化的关键点。

数学模型是一个桥梁,从生物界的群集和队形内部个体的作用机制得到启发,把它运用到复杂网络系统中,还是一个挑战。

2) 在实际的网络中,智能体之间的通信会受多时滞、噪声的干扰、外部的攻击以及不确定因素的影响,如何设计多智能体系统的群集、队形以及一致性算法,使它们具有更强的可靠性、灵活性和鲁棒性,是一个重要的问题。

3) 目前大多数文献假设智能体个体是相同的,而在现实的系统中,智能体个体之间的差别会很大,但是对异质的多智能体问题的研究成果很少,非常有必要进行研究。

4) 目前处理网络优化问题的时候,假设目标是一个凸函数,得到优化的结果。

当目标是一个非凸函数的时候,是一个有待解决的问题。

参考文献[1] 洪奕光,翟超.多智能体系统动态协调与分布式控制设计[J].控制理论与应用,2011,28[2] 苗国英,马倩.多智能体系统的协调控制研究综述[J].南京信息工程大学学报,2013,5[3] 刘佳,陈增强,刘忠信.多智能体系统及其协同控制研究进展[J].智能系统学报,2010,5[4]楚广天,杨正东,邓魁英,等.群体动力学与协调控制研究中的若干问题[J].控制理论与应用,2010,27[5]刘为凯.复杂多智能体网络的协调控制及优化研究[D].武汉:华中科技大学自动化学院,2011[6]王小帆,苏厚胜.复杂动态网络控制研究进展[J].力学进展,2008,38。

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