多智能体协调控制文献综述
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。
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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。
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