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首页多智能体切换网络中自适应组一致性算法
"多智能体切换网络自适应组一致性——研究论文" 在多智能体系统的研究中,"多智能体切换网络自适应组一致性"是一个重要的课题。这篇论文探讨了在切换网络环境中,当所有智能体的非线性动力学未知且各不相同时,如何实现多智能体系统的组一致性。在这种情况下,未知的动力学被假设为线性参数化形式,论文采用了自适应控制方法来设计算法。 自适应控制是解决系统参数未知问题的有效手段。在该论文中,提出了一种基于钉住控制策略的组一致性算法。这种策略仅依赖于相邻智能体之间的相对位置信息,以达到整个多智能体系统的一致性目标。钉住控制是一种局部控制策略,通过选择一部分关键节点进行控制,以影响整个网络的行为。 论文运用李雅普诺夫理论、巴拉巴蒂引理、自适应控制理论以及代数图论对系统的稳定性及参数收敛性进行了分析。李雅普诺夫理论用于证明系统的全局稳定性,而巴拉巴蒂引理则帮助证明系统随时间趋近一致的渐近稳定性。自适应控制理论则确保了即使在参数未知的情况下,也能实现有效的控制。代数图论在此处用于描述智能体之间的交互关系,帮助理解一致性达成的条件。 通过上述理论工具的结合,论文为多智能体系统在复杂网络环境下的组一致性问题提供了解决方案。最后,为了验证所提算法的有效性,论文还进行了仿真研究,进一步证明了算法在实际应用中的可行性。 这篇研究论文为处理具有未知动态特性的多智能体系统的组一致性问题提供了新的思路,对于未来在无人系统、分布式计算、自动化等领域有广泛的应用前景。其理论成果和方法可以应用于各种需要集体行为协调的复杂系统,如无人机编队、自动驾驶车辆、传感器网络等。
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1 Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
基金项目:国家自然科学基金(No.61273183, No.61374028,No.61304162)。
作者简介: 程玉娟(1990-),女,硕士研究生,研究领域为人工智能;俞辉(1967-),男,博士,教授,研究领域为多智能体
系统,自适应控制。E-mail: yuhui@ctgu.edu.cn
多智能体切换网络自适应组一致性
程玉娟, 俞辉
CHENG Yujuan, YU Hui
三峡大学 理学院,湖北 宜昌 443002
College of Science,China Three Gorges University,Yichang,Hubei 443002,China
CHENG Yujuan,YU Hui. Adaptive group consensus of multi-agent in switching networks.
Abstract:In this paper, the group consensus problem of multi-agent systems is studied in switching networks, in
which the nonlinear dynamics of all agents are unknown and non-identical. The unknown dynamics are assumed to
be linearly parameterized, and adaptive control method is taken in the algorithm design. A group consensus algo-
rithm is proposed for the multi-agent systems to reach group consensus by using pinning control strategies, which
only relies on the relative position information between neighboring agents. The stability and parameter conver-
gence analysis are derived based on Lyapunov theory, Barbalat’s lemma, adaptive control theory and algebraic
graph theory. Finally, a simulation example is given to verify the effectivity of the proposedalgorithm.
Key words:group consensus; adaptive control; parameter convergence; multi-agent system; switching network
摘要:在切换网络下,针对具有未知且互不相同的非线性动态的多智能体系统,假设其未知的非线性动态可
线性参数化,并运用自适应控制策略和牵制控制方法,提出了一种组一致性算法,使得多智能体系统在切换
网络下达到组一致性。该算法仅仅依赖相邻智能体间的相对位置信息,基于 Lyapunov 理论、Barbalat 引理、
自适应控制理论及代数图论等理论,对该算法进行了稳定性分析和参数收敛分析。最后,通过一个仿真实例
验证了提出的算法有效性。
关键词:组一致;自适应控制;参数收敛;多智能体系统;切换网络
doi:10.3778/j.issn.1002-8331.1512-0315 文献标志码: A 中图分类号:TP18
1 引言
智能体是人工智能领域中一个很重要的概念,
仸何具有独立思想幵且可以同环境交互的实体都
可以抽象为智能体。而多智能体系统是由多个智能
体组成的集合,它的目标是将大而复杂的系统建设
成小的、彼此互相通信和协调的,易于管理的系统。
由于多智能体系统具有自主性、分布性、协调性,
幵具有自组织能力、学习能力和推理能力,因此采
用多智能体系统解决实际应用问题,具有很强的鲁
棒性和可靠性,幵具有较高的问题求解效率。
近年来,随着系统通信技术的迅猛収展,人们
对应用系统需求不断加大,使得系统的复杂程度以
及规模增大,导致对多智能体系统一致性协调控制
的难度也不断增加。因而,研究多智能体系统组一
致性协调与控制也越来越重要
[1-4]
。在一个多智能体
系统中,所有智能体被分为几个组,每个组内的智
能体状态要求趋于一致,而不同组间的智能体保持
一定的距离,这类问题的一致性就是多智能体系统
组(簇)一致性问题。当前对多智能体系统组一致
性协调控制的相关研究正渗透到自然科学、社会科
学等众多领域,该问题已成为当前学术界一个重要
的研究热点与富有挑战性的前沿研究课题
[5-14]
。
目前,针对离散时间多智能体系统组一致性研
究,取得了一些研究成果
[6-8]
。而对于连续时间多智
能体系统组一致性问题,一些学者研究了一阶多智
能体系统组一致性
[9][10]
,幵在有向网络
[11]
、无向网
网络出版时间:2016-09-19 10:56:10
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2127.TP.20160919.1056.002.html
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