问题描述

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问题描述

研究的智能群体系统一致性机制的应用任务可描述如下：假设一群智能个体初始随机分布在 n维欧式空间中，初态位置不确定。首先，借鉴集结、蜂拥（或迁移）等生物集群系统中的单个个体的运动机理，依次对个体行为和群体行为进行动力学分析，建立群体系统的自组织动力学模型。把单个个体抽象为具有自主、交互及协同能力的智能有限的智能控制个体，而由多个自治智能个体组成的智能群体系统中的智能个体之间的协调合作（即协同）性能则隐含在所构建的群体动力学模型中；而后，在所设定的感知环境中，针对已由动力学分析归纳出的局部控制策略对智能个体加以引导。面对无法独立完成的任务，智能个体之间经由交互传递信息并通知其它智能个体参与进来一道完成任务。在协同运动的过程中，智能个体将不断地实时修正动力学行为，以期在智能个体之间达成共识的策略，促使智能群体呈现出一致的行为，可在运动中达到整体上的动态稳定，并在系统层面上涌现出集群智能且体现出集群智能控制系统的功能；然后，依据集群行为与一致性问题的映射关系，组建集群智能控制系统面向一致性机制的应用问题开展智能群体集群控制行为的研究；最后，就初态随机分布的一群智能个体

在 n 维欧式空间中的某一指定区域内的集群行为实施协调行为的软控制后的效果进行了仿真验证。制定的控制策略若验证可行，则可推广至群体工程涉及的实际应用领域中去履行复杂的控制作业任务，并在实践中检验并不断完善现有的集群智能控制系统理论和技术。

研究内容

为将集群智能控制系统用于一致性机制的应用需求领域，须对其实施协同控制。协同控制采用群体集群行为动力学模型，以智能群体系统处于不同的感知环境，就有限感知、全局感知、各向同性、各向异性、随机干扰、有无时延等基本特性，结合由集结、迁移（或蜂拥）行为等集群行为延伸出的避碰、避障、编队、目标跟踪、覆盖搜索等不同的一致性机制应用问题作为研究内容。

研究方法

针对集群性智能群体系统协同控制问题和生物集群行为的运动机理相似性，以及集群行为与一致性机制的应用间建立的映射关系，将群体集群行为动力学的形式化描述扩展为集群性智能群体系统的建模和协同控制工具，据其展开控制策略及其稳定性研究。具体步骤是采用自下而上的方法，先对由智能个体运动方程组合而成的群体集群行为动力学模型进行仿真分析，随后对所得行为策略的趋同性进行分析，而后藉此洞悉智能群体系统的控制规律，并以其为该类系统的设计提供理论依据，进而为构建实际的集群智能控制系统提供理论指导。

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