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1、基于仿生群体协同的集群智能控制研究能控制技术一ntelligentControlTechnics《电气自动化)2006年第28卷第4期基于仿生群体协同的集群智能控制研究六StudyOntheCollectiveIntelligenceControlBasedOnModelofSwarm,I?ooperative光电技术与智能控制教育部重点试验室兰州交通大学(甘肃兰州730070)李欣李若琼董海鹰(LanzhouJiaotongUniversity,LanzhouGansu730070,China)LiXinLiRuoqiongDongHaiying摘
2、要:给出了基于生态智能群体行为的集群智能控制的思想和体系结构,从仿生学的角度构造了一种类似蚂蚁群体智能行为的集群智能控制模型及实现方法,仿真研究表明该方法对复杂系统的控制具有较高的精度和较快的反映能力;最后对其需要解决的问题,将来的研究方向和应用前景做了初步的探讨.关键词:集群智能控制群体行为仿生模型Abstract:Explicatethethoughtandthesystemconstructionofthecollectiveintefligencecontrolbasedonintelligentswarmbehavior,construct
3、edandsimulatedacollectiveintelligencecontrolmodelandrealizemethodfromtheangleofthenaturalofanantcommunityintelligentbehaviorally,imitateresearchexpressesthatusingthismethodtocontrolthecomplicatedsystemhavehigheraccuracyandquicklyreflectability.Finallydidthefirststepstudytothepr
4、oblemwillhavetoberesolved,fu~herresearchdirectionandapplicationoftheforeground.Keywords:collectiveintelligentcontrolswarmbehaviornaturalmodel【中图分类号】TP317【文献标识码】A【文章编号】1000—3886(2006)04—0003.031引言智能控制技术是针对被控对象及其环境和任务的复杂多变,不确定性而提出的.现在基于计算机科学,人工智能,信息科学,思维科学,认知科学和人工神经网络等多学科的交叉,已从不同
5、角度奠定了智能控制的理论和技术基础.智能控制的核心是高层控制.其任务在于对实际环境或过程进行决策和规划实现广义问题求解;同时具有用知识表示的非数学的广义模型和数学模型表示的混合控制过程.智能控制正处于发展过程中,还有许多问题有待进一步研究和完善l.例如智能控制的模型,算法以及智能控制系统中常常存在不确定性,控制的可靠性和稳定性方面还有待完善.目前国内外所研究的智能控制理论方法,一方面是从经典或现代控制理论向智能化发展,另外一方面是从人工智能的角度出发来解决控制问题;无论从哪个方面出发智能控制的模型是单纯的,而方法是单一的;这必然会对复杂系统的控制带来
6、控制性能上的不足.集成融合,取长补短正是复杂系统控制所需要的,这也正是研究集群智能控制的原因所在.2生态智能群体行为(1)生态群体行为的意义自仿生学创立以来,人们不断地从生物进化的机理中得到启发,提出许多用于解决复杂优化问题的新方法并成功应用于解决实际问题.众所周知的蚂蚁,蜜蜂与其它完全群居昆虫的群体行为提供了一个显着证明,即由简单智能体构成的系统能够完成现实世界中的复杂任务.从仿生学的角度看,蚁群系统给我们很多启发,对蚁-k基金项目:【1】本文获2004年甘肃省自然基金资助,基金号:3ES041一A25-025;【2】本文获光电技术与智能控制教育部
7、重点实验室开放课题资助,课题编号:K04115.群系统的研究能为研究智能控制系统提供了一个新方法和新方向.(2)智能群体行为的特点虽然单个蚂蚁的智能很低,行为简单,但是由这些简单个体所组成的蚁群却表现出较高的智能和极其复杂的行为,能够完成复杂的任务.不仅如此,蚁群能够在残酷的大自然中生存下来,对环境的变化有很高的适应性.任何一个蚂蚁都有独立搬运食物,选择移动的路径以及和其他蚂蚁进行信息交互的能力.如果遇到无法独立完成的事情,可以通过信息的传递通知其他蚂蚁并协同其他蚂蚁完成任务.(3)智能群体行为与集群智能控制我们把蚁群系统与智能控制结合起来研究其中有
8、密切关联的问题l.蚂蚁与智能控制系统中的智能控制个体很相似,都有一定的智能.通过对蚁群系统的观察,我们可以把
