基于混合多智能体系统的蜂拥控制算法研究

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1、南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要摘要蜂拥控制是模拟自然界中生物聚合运动的分散控制方法。近些年来，蜂拥控制受到了来自包括生物学、社会学、计算机和控制等众多领域越来越多的关注，已广泛应用于移动机器人协调控制和多传感器网络等众多领域。基于多智能体系统进行蜂拥控制研究，就是在无集中控制的情况下，仅仅依靠智能体之间的局部信息交换及相应的动作，使整个系统呈现一定的协调行为。在现有关于蜂拥控制的研究文献中，所有智能体的通信能力被认为是相同的。然而在现实生活中，各个智能体由于个体差异以及受到周围环境的影响，其通信能力可能会有所不同。例如，在同一

2、个传感器网络中，由于产品规格的不同，各传感器的通信半径会有所不同。由多个具有不同通信半径的智能体组成的系统称为混合多智能体系统。本文对由多个具有二次积分动态、通信半径不同的智能体组成的混合群体跟随领航者取得蜂拥运动进行研究。具体内容如下：首先介绍蜂拥控制的研究模型和基本控制算法；其次，针对智能体的通信半径存在个体差异这一现象，设计基于混合智能体的人工势能函数；然后根据设计的势能函数，提出能够使混合智能群体准确跟随固定速度和变化速度的虚拟领航者的蜂拥控制算法，并分别进行稳定性分析：最后通过计算机仿真，对算法进行验证。关键词：混合多智

3、能体系统；蜂拥控制；虚拟领航者南京邮电大学硕士研究生学位论文AbstractFlockingcontrolisadistributedcontrolmethodimitatingbiologicalaccumulationmovementinnature．Inrecentyears，flockingcontrolattractsmoreandmoreattentionsfromvariousfieldsincludingbiology，sociology，computerandcontrolengineering．Andithas

4、beenwidelyusedinsomecontrolfieldssuchascooperativecontrolofmobilerobotsandthedesignofmobilesensornetworks．Withoutcentralizedcontrolofthesystem，themainworkofflockingcontrolbasedonmulti-agentssystemsistomakethewholeflockofagentsintoacoordinatedmotionusingonlylimitedloca

5、linformationbetweenindividuals．Thesensingcapabilitiesofallagentsaleassumedtobesameintheexitingflockingstudy，butitisnotthecaseinreallifebecauseoftheindividualdifferencesorthesurroundingenvironment．Forexample，thesensingradiusoftwosensorsmaybedifferentduetodifferentspeci

6、fications．Themixmulti—agentsystemsrefertothesystemsformedbyagentswithdifferentsensingradius．Agroupofmultiplemobileagentswithdoubleintegratordynamicsanddifferentsensingradiusfollowedbyaleadertoachieveflockingmotionformationisstudiedinthisdissertation．Themaincontentofth

7、edissertationiSasfollows．Theflockingmodelandthebasicflockingalgorithmaleintroduced,thenanartificialpotentialfunctionisproposedforagentswithdifferentsensingradius．Basedontheartificialpotentialfunction,theflockingalgorithmsforthegroupofmobileagentsaleproposedconsidering

8、twosituations：theVil'tUmleadermovesinaconstantvelocityandavaryingvelocity．Finally,thesimulationsaleprovidedtoverifytheeffect