多智能体系统编队控制进展综述：理论与挑战

本文档标题"201303 多智能体系统编队控制相关问题研究综述_王祥科1"概述了多智能体系统编队控制领域的深度研究。作者首先梳理了编队控制的历史发展脉络，介绍了三种经典的方法：跟随领航者控制、基于行为控制和虚拟结构控制。这些方法各有其特点，跟随领航者法强调依赖于一个领导者的引导，行为基础方法则依赖于智能体自身的互动规则，而虚拟结构法则通过设计虚拟的连接结构来实现整体协同。 随着研究的深入，作者聚焦于图论在多智能体编队控制中的应用。这部分内容涵盖了智能体系统的图论建模，利用代数图论和刚性图论设计的控制律，以及对编队构型变换的处理。代数图论用于表示和分析多智能体之间的相互作用，而刚性图论则确保了编队在各种环境下的稳定性和动态性能。 接下来，文章讨论了与编队控制密切相关的几个关键概念，如一致性（所有智能体保持同步和协调）、聚集/同向（智能体趋向于形成有序队列或方向一致的行为）和群集/蜂拥（智能体群体的聚集行为）。包络控制也被提及，这是一种允许智能体在保持队形的同时，适应外部干扰或环境变化的策略。 最后，作者指出尽管多智能体编队控制领域取得了一些显著成果，但仍然存在一些挑战和未解决的问题。这包括如何提高控制算法的鲁棒性、如何设计更高效的通信机制、以及如何实现在复杂动态环境中的自适应和灵活编队控制等。这些问题的解决对于推动多智能体系统在实际应用中的广泛采用至关重要。 这篇综述文章为我们提供了多智能体系统编队控制领域的全面概述，展示了其理论基础、方法发展以及未来研究的方向，对于理解和进一步发展这一领域的技术具有重要的参考价值。