基于蜂拥控制算法的多智能体编队控制研究
近年来，随着计算机及通信领域相关技术的飞速发展，多智能体编队控制在科学与工程等众多领域引起了研究人员的广泛关注。多智能体系统在人工智能科学领域研究的不断进步，也使得多智能体蜂拥控制被广泛应用于多智能体编队控制领域，比如多机器人的协同控制、无人机群体编队控制、微型卫星群协同控制、自动行驶高速公路系统中车辆的协同驾驶等。显然，多智能体编队控制在军用和民用领域具有良好的应用前景。在综合分析国内外研究现状的基础上，本论文研究了多智能体蜂拥控制和多智能体编队控制中存在的若干问题。主要研究内容如下: 首先，文中采用模糊控制算法优化了多智能体之间相互作用的势函数，充分考虑到生物群体中单个个体感知半径差异和个体活动初始速度差异对群体蜂拥控制的影响。同时，也考虑了群体领导者和多智能体质量对群体蜂拥控制的影响。通过采用拉萨尔不变集定理，证明了模糊优化蜂拥控制算法的稳定性。仿真结果也表明了模糊优化蜂拥控制算法的正确性和有效性。 其次，考虑到多智能体蜂拥控制算法与多智能体编队控制可以相互转化的问题。文中基于Olfati-Saber提出的蜂拥控制算法研究了给定约束区间内多智能体系统中存在变速领导者的编队控制问题，也考虑了多智能体质量和速度阻尼对多智能体编队控制的影响，并对阻尼存在的确定性和不确定性两种不同的情况展开了分析，当存在不确定阻尼时，设计了控制器。最后，分析了整个系统的鲁棒性。不同维度空间的仿真结果表明算法具有良好的稳定性及鲁棒性。 最后，考虑到实际工程应用中，移动机器人的控制要比多智能体质点模型复杂的问题。文中在充分研究传统蜂拥控制算法和移动机器人模型的基础上，将多智能体蜂拥控制中的控制输入以合力的形式转化并应用于移动机器人群体的协同控制，对移动机器人群体协同控制展开了数学分析与建模。仿真结果表明多智能体蜂拥控制算法能够应用到移动机器人群体编队控制领域，群体协同控制效果良好。
多智能体;蜂拥控制;编队控制;模糊控制;移动机器人
北京交通大学
硕士
控制理论与控制工程
董海荣
2013
中文
TP18;TP242.6
69
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）