网络化多智能体系统的一致性分析

目录

摘要................................................................................................................................. I ABSTRACT ...................................................................................................................... II 目录 (i)

第1章绪论 (1)

1.1引言 (1)

1.2多智能体系统的国内外研究现状 (3)

1.3多移动机器人的发展概况 (5)

1.4本文研究内容 (9)

第2章多智能体系统一致性协议基础理论 (11)

2.1引言 (11)

2.2预备知识 (11)

2.2.1代数图论 (11)

2.2.2矩阵论相关理论 (12)

2.2.3一致性相关理论 (13)

2.3本章小结 (14)

第3章二阶多智能体系统的优化一致性协议 (15)

3.1引言 (15)

3.2问题描述 (15)

3.3二阶多智能体系统的优化一致性协议 (16)

3.4数值仿真 (20)

3.1本章小结 (21)

第4章基于观测器的线性多智能体系统一致性改进协议 (23)

4.1引言 (23)

4.2问题描述 (23)

4.3基于观测器的线性多智能体系统一致性改进协议 (23)

4.4数值仿真 (29)

4.5本章小结 (32)

第5章基于Arduino的多移动机器人平台搭建 (33)

5.1引言 (33)

5.2模块介绍及相应接线图 (33)

5.2.1Arduino介绍 (33)

5.2.2传感器扩展板介绍 (34)

5.2.3电机驱动板 (35)

5.2.4红外线传感器 (37)

5.2.5超声波传感器 (37)

5.2.6无线通信Zigbee模块 (39)

5.2.7GPS定位模块 (40)

5.2.8多移动机器人平台 (41)

5.3多移动机器人软件设计 (42)

5.4本章小结 (44)

第6章总结与展望 (46)

6.1研究工作总结 (46)

6.2展望 (46)

参考文献 (47)

致谢 (51)

攻读学位期间的研究成果 (52)

浙江理工大学硕士学位论文网络化多智能体系统的一致性分析

第1章绪论

1.1引言

世界上第一台机器人诞生于二十世纪中叶，随着机器人技术的不断进步与发展，机器人技术已越来越多的被应用于人类的生产以及日常生活中。随着计算机技术、传感器检测技术、自动控制技术以及人工智能技术等的深入研究和发展，机器人技术已日渐成熟。尽管为了让机器人模拟人类的行走动作，学者就此付出了数十年甚至上百年的努力，然而对于单个机器人的研究，无论在其运动能力、运动效率还是系统可靠性等方面都取得了前所未有的突破性成果。与此同时，为了满足高速发展的工业化、自动化的需求，单个机器人对于复杂苛刻的工作条件已显得越来越力不从心。为了适应各种新的需求和挑战，解决单机器人的疲态，多机器人协作组成复杂控制系统，成为了突破单机器人技术瓶颈的另一蹊径——多智能体系统，因此得到广泛研究。

在人工智能领域中，分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence，DAI）具有举足轻重的地位，而多智能体系统则是人工智能领域中的一个重点研究方向。

从古至今，人类从未停止对所生存的大自然的探索，海洋中成群结队觅食以及躲避天敌的鱼群（图1.1）、天空中排成人字形迁徙的大雁（图1.2）以及陆地上集体外出觅食的蚁群等等，在这些整体行为上表现的极为复杂的群体中，单个个体的独立行为却表现的非常简单、自主，脱离了族群的独立个体甚至可能无法单独存活。研究表明，它们之间只通过简单的局部信息交流，在群体层面上却体现出了协同运动与智能行为。

图 1.1 鱼群躲避天敌图 1.2 大雁迁徙

在人工智能领域中，智能体是一个重要的基本概念。任何能够进行独立思考的，并可同周围环境进行交互的实体都可抽象理解为智能体。

多智能体系统的理论分析建立在各智能体节点信息共享，单个个体独立自主的基础上，寻找适当的控制方法使得智能体群体能够协同工作，该控制方法使得智能体群体可协同完