基于二跳中继网络的多智能体一致性研究

摘要

随着经济的飞速发展，科技的日益创新，社会的不断进步，以及控制系统规模的越来越大，越来越多的民用、工业和军事等行业都要求自治的智能体之间进行相互协调。多智能体系统的协调控制是一个有趣而且非常有现实意义的问题，其在军事、商业、自然科学、交通等领域有着具有极其广泛的应用，同时表现出高效、可靠性、稳定性及可扩展性等特征。与此同时，随着科学技术的不断发展和理论研究的深入讨论，新问题和现象必然会随之产生，因此，多智能体系统协调一致性研究将面临着新的机遇和挑战。本文主要内容概括如下: 首先，回顾了多智能体系统的发展历史、研究意义及研究现状，并介绍了多智能体系统的相关概念、组织结构、系统特点、协调控制应用以及一致性理论在各方面的研究进展等内容。 其次，在前人的研究理论基础上，文中在多智能体之间引入二跳中继网络拓扑结构，同时考虑通信网络中的不确定因素——随机丢包。进而，对考虑丢包问题的基于二跳中继网络拓扑的多智能体系统的平均一致性进行了数学建模、理论证明及仿真验证。 再次，研究多智能体的一个典型工程实体实例，多机器鱼系统的一致性问题。仿真实例在北京大学提供的URWPGSim2D仿真平台上进行，通过C++语言编程、策略的加载和反复调试实现。通过理论和实践的验证多智能体系统一致快速稳定性，有效地证明了所提出的一致性协议的有效性和可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究现状

1．2．1 多智能体一致性问题的研究进展

1．2．2 多智能体系统一致性的主要研究问题

1．3 本文的具体安排

第2章 有关基础知识

2．1 图论基础

2．1．1 代数图论

2．1．2 连通性

2．1．3 图的表示

2．2 多智能体系统理论基础

2．2．1 多智能体系统的定义、特点及结构

2．2．2 多智能体一致性问题描述

2．3 本章小结

第3章 考虑丢包问题的基于二跳中继网络的多智能一致性研究

3．1 基于二跳中继网络的多智能体系统考虑丢包问题的一致性建模

3．1．1 问题描述

3．1．2 二跳网络协议

3．1．3 丢包问题

3．1．4 考虑丢包问题的基于二跳中继网络的多智能体一致性建模

3．2 系统一致性分析及证明

3．3 仿真验证与实验结果

3．4 本章小结

第4章 多机器鱼系统的一致性研究

4．1 URWPGSim2D平台简介

4．2 群体机器鱼系统一致性问题描述

4．3 多机器鱼仿真系统实例分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果