检索结果-南通市图书馆

基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化

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交通运输系统工程与信息 2024年

作者：陈喜群朱奕璋谢宁珂耿茂思吕朝锋浙江大学建筑工程学院智能交通研究所浙江大学工程师学院智能交通研究所浙江大学建筑工程学院

针对路网交通信号控制的复杂性，本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法，提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先，模型考虑多交叉口交通流的空间相关性，采用基于自注意力机制的价值编码器来学习交... 详细信息

针对路网交通信号控制的复杂性，本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法，提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先，模型考虑多交叉口交通流的空间相关性，采用基于自注意力机制的价值编码器来学习交通观测表征，实现路网级通信；其次，面向多智能体策略更新的非稳态环境，模型在前序智能体的联合动作基础上，基于多智能体优势分解的策略解码器，顺序决策最优反应动作；最后，设计基于有效行驶车辆的动作掩码机制，在时效完备区间自适应调节决策频率，并提出考虑等待公平性的时空压力奖励函数，进一步提高策略性能与实用性。在杭州路网数据集上验证模型有效性，结果表明：所提模型在2个数据集、5个性能指标上均优于基准模型；相比最优基准模型，所提模型平均行程时间降低10.89%，平均排队长度降低18.84%，平均等待时间降低22.21%。此外，所提模型的泛化能力更强，且显著减少车辆等待时间过长的情形。

关键词：智能交通路网信号控制异构多智能体深度强化学习时空压力奖励

基于时序逻辑任务的人机融合异构多智能体协同控制研究进展

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科技导报 2024年第12期42卷 167-177页

作者：张心骜方浩赵欣悦陈仲瑶柯唯翎北京理工大学自动化学院

现有的基于时序逻辑任务的多体协同控制方法，通常采用将时序任务描述为形式化语言后，将其转化为自动机，并与环境模型做乘积，最后在乘积自动机中做图搜索等方式完成任务规划。对现有方法的优缺点进行了比对，从目前常用的结合时序逻... 详细信息

现有的基于时序逻辑任务的多体协同控制方法，通常采用将时序任务描述为形式化语言后，将其转化为自动机，并与环境模型做乘积，最后在乘积自动机中做图搜索等方式完成任务规划。对现有方法的优缺点进行了比对，从目前常用的结合时序逻辑语言的控制方法出发，梳理了人机融合异构团队控制方法、系统对任务违反程度鲁棒性控制和人机协作任务间的耦合任务分配这3项关键技术的发展脉络，并盘点了TSTL等新兴时序语言描述在人机融合架构中的良好表现。分析了当前该类协同控制研究存在的任务描述难、解耦分配难、在线计算量大的科学技术瓶颈问题。

关键词：人机融合时序逻辑异构多智能体协同控制

切换拓扑下异构多智能体系统的输出一致性研究

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切换拓扑下异构多智能体系统的输出一致性研究

作者：孙紫薇南京理工大学

学位级别：硕士

多智能体系统相比于单智能体系统可以利用智能体之间的网络结构进行通信,从而解决更加复杂的问题。在实现多智能体一致性的研究中,各个智能体之间需要不断地通过网络拓扑进行信息交流与通信,然而在实际过程中,由于外界环境的干扰影响智... 详细信息

多智能体系统相比于单智能体系统可以利用智能体之间的网络结构进行通信,从而解决更加复杂的问题。在实现多智能体一致性的研究中,各个智能体之间需要不断地通过网络拓扑进行信息交流与通信,然而在实际过程中,由于外界环境的干扰影响智能体之间的通信造成链路中断,从而导致拓扑结构发生改变,这种情况对系统的一致性实现造成了困扰。因此,本文主要基于以上问题研究了切换拓扑下异构系统的输出一致问题。成果如下:首先,针对切换拓扑下无领导者的异构系统的输出一致性问题,提出了将一致性问题转化为切换系统的稳定性问题的解决办法。为每个智能体构建一个外部参考系统,为参考系统设计了合适的控制器以及切换规则,使参考系统的状态能趋于一致。随后,每个智能体利用参考系统状态和自身的状态设计控制协议,实现切换拓扑下整个异构系统的输出一致。其次,针对切换拓扑下有领导者的异构系统的指数输出一致性问题,其解决方案如下:由于本文切换拓扑下异构多智能体的领导者是不稳定的,因此每个跟随者需要构建状态观测器来观测不稳定领导者的状态,并设计切换规则使得跟随者对领导者的观测状态与领导者状态趋于指数一致。再根据观测信息及跟随者自身的状态信息设计控制协议,以实现切换拓扑下整个异构系统的指数输出一致。最后,针对有具有事件触发的异构系统输出一致性问题,其设计方案如下:由于切换拓扑集中具有生成树的网络拓扑结构持续时间较久,为了节约通信资源,在系统中引入了事件触发机制,需要设计合适的事件触发函数,并对观测领导者的观测器以及切换规则进行设计,且排除芝诺现象的产生。最终通过设计控制协议实现异构系统指数输出一致。

关键词：异构多智能体输出一致切换拓扑事件触发

一类离散时间异构多智能体系统的一致平衡点分析

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控制与决策 2015年第8期30卷 1479-1484页

作者：孙一杰张国良张胜修曾静第二炮兵工程大学控制工程系中国人民解放军96211部队第二炮兵工程大学理学院

针对包含一阶二阶智能体的异构系统,提出一种线性一致性协议.利用图论和矩阵分析方法分析系统获得一致性的充分条件和一致平衡点,并证明仅网络中的根节点对平衡点起作用.在此基础上,分析平衡点的取值范围,通过参数优化可以使系统收敛到... 详细信息

针对包含一阶二阶智能体的异构系统,提出一种线性一致性协议.利用图论和矩阵分析方法分析系统获得一致性的充分条件和一致平衡点,并证明仅网络中的根节点对平衡点起作用.在此基础上,分析平衡点的取值范围,通过参数优化可以使系统收敛到该范围内任意给定的期望值.最后,通过仿真分析表明了理论分析的正确性.

关键词：异构多智能体离散时间一致性平衡点

基于拓扑切换的异构多智能体系统协同输出调节

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系统科学与数学 2019年第6期39卷 845-856页

作者：马羊琴魏文军李宗刚重庆公共运输职业学院轨道电气系重庆402247 兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学机电工程学院兰州730070

针对拓扑切换下的异构多智能体输出调节系统,考虑当系统中部分智能体无法获取到外部系统控制状态,且系统的拓扑图随时间变换的问题,设计了一种基于分布式输出反馈状态观测器的切换控制器,给出了拓扑切换下多智能体输出调节问题可解的充... 详细信息

针对拓扑切换下的异构多智能体输出调节系统,考虑当系统中部分智能体无法获取到外部系统控制状态,且系统的拓扑图随时间变换的问题,设计了一种基于分布式输出反馈状态观测器的切换控制器,给出了拓扑切换下多智能体输出调节问题可解的充分条件,该条件与控制参数和通讯拓扑有关.基于图论和矩阵分析的方法,设计了李雅普诺夫函数,并证明了系统的镇定性.最后给出了系统的Matlab仿真实验,研究结果表明,在拓扑切换条件下多智能体的输出渐近跟踪并收敛到外部系统,所设计的控制器能解决动态切换下输出反馈输出调节问题.

关键词：时变拓扑切换异构多智能体分布式输出反馈状态观测器切换渐近跟踪

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强化学习的地–空异构多智能体协作覆盖研究

智能系统学报 2018年第2期13卷 202-207页

作者：张文旭马磊贺荟霖王晓东西南交通大学电气工程学院四川成都610031

以无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)和无人车(unmanned ground vehicle,UGV)的异构协作任务为背景,通过UAV和UGV的异构特性互补,为了扩展和改进异构多智能体的动态覆盖问题,提出了一种地–空异构多智能体协作覆盖模型。在覆盖过程中... 详细信息

以无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)和无人车(unmanned ground vehicle,UGV)的异构协作任务为背景,通过UAV和UGV的异构特性互补,为了扩展和改进异构多智能体的动态覆盖问题,提出了一种地–空异构多智能体协作覆盖模型。在覆盖过程中,UAV可以利用速度与观测范围的优势对UGV的行动进行指导;同时考虑智能体的局部观测性与不确定性,以分布式局部可观测马尔可夫(decentralized partially observable Markov decision processes,DEC-POMDPs)为模型搭建覆盖场景,并利用多智能体强化学习算法完成对环境的覆盖。仿真实验表明,UAV与UGV间的协作加快了团队对环境的覆盖速度,同时强化学习算法也提高了覆盖模型的有效性。

关键词：异构多智能体覆盖问题地–空 UAV/UGV DEC-POMDPs 强化学习

基于输出调节的异构多智能体系统包围控制研究

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兰州交通大学学报 2018年第6期37卷 62-68,75页

作者：黄巨龙魏文军兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

针对异构多智能体系统包围控制问题,提出了基于输出调节理论的控制策略.利用输出调节理论设计了一种新的分布式动态状态反馈控制协议.设定领导者为输出调节中的外部系统,针对系统中部分跟随者无法获取领导者的状态信息的问题,为每一个... 详细信息

针对异构多智能体系统包围控制问题,提出了基于输出调节理论的控制策略.利用输出调节理论设计了一种新的分布式动态状态反馈控制协议.设定领导者为输出调节中的外部系统,针对系统中部分跟随者无法获取领导者的状态信息的问题,为每一个跟随者设计了动态状态观测器,使跟随者可以利用观测器估计出领导者的状态.为了实现多领导者的包围控制,设计了一种基于输出调节的包围误差函数,最终实现在任意初始条件下,所有跟随者智能体的运动轨迹趋向于领导者运动轨迹张成的凸包中,实现了包围控制.利用图论、Lyapunov稳定性理论、矩阵理论等相关知识证明了系统的稳定性,并通过实例仿真验证了文中所给理论结果的有效性.

关键词：异构多智能体多智能体系统输出调节包围控制

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非均匀采样非线性多智能体系统无模型控制

计算机仿真 2023年第5期40卷 438-447页

作者：李昊哲王宏伟郭明霄杨仕旗新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047 大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024

针对一类未知的非均匀采样非线性异构多智能体系统一致性跟踪控制问题,提出一种分布式无模型自适应控制方法。首先利用提升变量技术将各个受控的非均匀采样非线性系统转化为当前工作点处的紧格式动态线性化(CFDL)数据模型。然后引入虚... 详细信息

针对一类未知的非均匀采样非线性异构多智能体系统一致性跟踪控制问题,提出一种分布式无模型自适应控制方法。首先利用提升变量技术将各个受控的非均匀采样非线性系统转化为当前工作点处的紧格式动态线性化(CFDL)数据模型。然后引入虚拟领导者技术产生期望轨迹,根据一致性原理对各个智能体设计控制协议,保证所有智能体的期望轨迹跟踪的一致性。再利用非线性理论中的Lischitz条件分析所提方法的稳定性,给出算法在固定通信拓扑下的收敛条件。所提方法具有如下特点:分布式控制器的设计仅需要输入和输出数据,以及邻居智能体的输出数据;控制算法计算量小,容易实现。最后,通过仿真实例验证了所提方法的有效性。

关键词：非均匀采样异构多智能体无模型控制一致性分析非线性系统

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异构多无人器一致性控制算法研究

异构多无人器一致性控制算法研究

作者：杨学宽哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

多智能体系统（Multi-agent systems,MAS）的研究逐步应用在生物学、物理学和工程学等领域,成为交叉科学和控制领域的研究热点,通常情况下宏观的多智能体系统由一定数量的无人器如无人机或机器人等组成,抽象的多智能体系统由网络节点系... 详细信息

多智能体系统（Multi-agent systems,MAS）的研究逐步应用在生物学、物理学和工程学等领域,成为交叉科学和控制领域的研究热点,通常情况下宏观的多智能体系统由一定数量的无人器如无人机或机器人等组成,抽象的多智能体系统由网络节点系统组成。在上述多智能体系统控制方法的研究中,一致性算法逐渐发展成为重要的多智能体控制方法,也充分应用在多智能体中的各种控制模式中。近几年,关于多智能体系统的控制对象逐渐从同构转向异构,即群体中的成员由不同类型的模型组成,而不是由相同动态模型的同构系统组成。在实际的应用中,大量的场合需要异构系统,如海空协同、陆空协同等,因此,异构系统的一致性算法引起大量学者的关注。由于群体成员之间的动力学和状态空间的不同,异构分布式一致性算法的控制器设计将会变得十分复杂。本文主要研究了几类异构模型下一致性算法设计和相关算法的扩展探究。主要的研究内容如下:1.针对不同环境下无人器的模型异构问题,如水域环境下无人机（UAV）、无人船（USV）、潜航器（UUV）的环境差异问题。考虑环境参数和不同运动空间维度的差异,分别设计了三种异构模型的一致性控制律,在高阶与二阶模型的基础上,推导了该类一致性算法的设计过程,通过分块Kronecker积和矩阵变换证明稳定性,并给出参数选择的一些充分条件。2.同时考虑成形过程中的优化问题和避障问题。针对实际水域中的避障模型问题,引入圆形、山峰威胁模型等不同的区域,构造不同的势函数表达式。之后将异构多智能体系统转化为闭环误差系统,定义编队控制、避障优化函数与指标函数,采用逆最优控制算法推导一致性非二次型避障最优控制策略。3.最后,本文讨论了异构区域一致性到达控制概念,在执行任务过程中,无人器需要到达的是指定区域而不是一个设定点,在对误差要求不是特别高的情况下,将多代理系统的最终目标位置限制在期望点的一个领域内,因此区域到达控制对于异构编队具有实际的意义。对比目前大多数的研究工作,本文的主要创新点如下:（1）针对二阶-拉格朗日系统模型讨论了二维和三维空间下不同自由度的异构一致性问题,并证明其稳定性。（2）针对高阶-二阶积分系统模型,提出了一种不同运动维度下的一致性算法,并推导参数设计范围;针对水下避障模型问题,引入锥形山峰威胁模型。并利用逆最优非二次型函数最优控制算法保证指标最优。（3）研究了两种无人器的跨介质区域到达控制问题,验证了异构一致性算法在区域到达控制中的有效性。

关键词：异构多智能体一致性编队控制非二次型最优控制区域到达控制