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融合局部自适应追踪的多目标牵制蜂拥算法

计算机应用 2014年第12期34卷 3428-3432,3486页

作者：王海罗琦徐腾飞南京信息工程大学信息与控制学院南京210044

针对以往的多智能体蜂拥控制算法在考虑单个目标追踪情形时不具普适性,以及现有的多目标蜂拥控制都是基于全局目标信息来进行集中式协调控制,而非基于局部目标信息下的分布式协调控制的问题,提出一种融合局部自适应检测机制的分布式协... 详细信息

针对以往的多智能体蜂拥控制算法在考虑单个目标追踪情形时不具普适性,以及现有的多目标蜂拥控制都是基于全局目标信息来进行集中式协调控制,而非基于局部目标信息下的分布式协调控制的问题,提出一种融合局部自适应检测机制的分布式协同牵制蜂拥算法。首先,算法在分离、聚合、速度匹配和引导反馈的基础上,引入局部自适应追踪策略,实现智能体的局部动态跟随运动;其次,受牵制思想启发,根据节点影响力指数评估算法选取m个信息个体分别向m个目标进行多目标追踪,起到模拟外部信息的作用,不同的信息个体会由于局部自适应检测机制间接地引领周围局部个体向不同目标进行追踪;最后,设计一类新的聚集和排斥势能函数,实现相同目标智能体的聚集,以及不同目标智能体的避碰,具有可调参数少和效率高的优势。通过三维仿真实验验证了算法的多目标追踪可行性和有效性。

关键词：多目标蜂拥局部自适应牵制势能函数

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基于蜂拥的P2P流媒体系统可扩展性分析

计算机科学 2012年第B06期39卷 142-145页

作者：段晓阳韩志杰王冠男河南大学计算机与信息工程学院开封475004

P2P流媒体直播系统在互联网上显示出了巨大的潜在吸引力,但此类系统的大规模部署严重依赖于它们处理高动态变化的效率,特别是在蜂拥时期。其主要原因是P2P流媒体直播系统的扩展在很大程度上取决于流媒体应用的时间需求。在分析和实验的... 详细信息

P2P流媒体直播系统在互联网上显示出了巨大的潜在吸引力,但此类系统的大规模部署严重依赖于它们处理高动态变化的效率,特别是在蜂拥时期。其主要原因是P2P流媒体直播系统的扩展在很大程度上取决于流媒体应用的时间需求。在分析和实验的基础上,提出了系统规模与时间约束的内在联系及其制约因素,构建了一个通用的P2P流媒体系统模型,来集中分析节点在蜂拥时期加入系统的过程。首先说明了简单使用"需求供给"概念模型来描述系统的规模是不够的,然后利用类似Gossip协议的随机伙伴选择机制,推出系统规模随时间变化的上限,在MatlabR2010a平台上比较分析了一些关键性因素的变化对系统扩展的影响。

关键词： P2P流媒体蜂拥可扩展性随机伙伴选择机制

一种基于蜂拥策略的分布式无人机编队控制方法

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飞行力学 2016年第2期34卷 42-46页

作者：王品姚佩阳梅权王娜空军工程大学信息与导航学院中国人民解放军94402部队

在无人机编队控制中,传统的主从式集中编队控制方式需要大量信息交互,对机间通信的要求较高。针对具有虚拟领航者的分布式无人机自组织编队跟踪问题,运用有界蜂拥算法对无人机模型进行求解。首先,提出了一种有界控制输入的蜂拥算法,并... 详细信息

在无人机编队控制中,传统的主从式集中编队控制方式需要大量信息交互,对机间通信的要求较高。针对具有虚拟领航者的分布式无人机自组织编队跟踪问题,运用有界蜂拥算法对无人机模型进行求解。首先,提出了一种有界控制输入的蜂拥算法,并对算法的稳定性进行了分析;其次,对无人机进行了建模,提出了虚拟受力点的概念,并对虚拟受力点进行受力分析,将算法中的加速度转化成无人机径向速度与偏航速度的更新,以达到分布式无人机编队自组织以及跟踪虚拟领航者的目的;最后,通过仿真验证了算法和模型的有效性。

关键词：蜂拥有界控制输入自组织编队虚拟受力点

主从Cucker-Smale系统的有限时间蜂拥行为

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山东大学学报（工学版） 2018年第5期48卷 61-68页

作者：刘友权王晨光侍红军中国矿业大学数学学院江苏徐州221116

基于有限时间稳定性理论,研究主从Cucker-Smale系统的有限时间蜂拥行为。通过李雅普诺夫函数方法,得到蜂拥在有限时间发生所需的条件。研究结果表明:收敛时间和种群规模以及智能体与领导者之间的耦合强度有关。收敛时间随种群规模和耦... 详细信息

基于有限时间稳定性理论,研究主从Cucker-Smale系统的有限时间蜂拥行为。通过李雅普诺夫函数方法,得到蜂拥在有限时间发生所需的条件。研究结果表明:收敛时间和种群规模以及智能体与领导者之间的耦合强度有关。收敛时间随种群规模和耦合强度的增大而减小。在数值模拟中,速度和速度差的演化曲线证实了理论结果的可靠性。

关键词：蜂拥有限时间主从 Cucker-Smale系统

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基于蜂拥的智能电网动力学模型分析与控制

计算机应用与软件 2019年第11期36卷 57-62,201页

作者：陈世明武鹏华东交通大学电气与自动化工程学院

针对智能电网中信息、物理网络深度融合的运行稳定问题,提出对暂态稳定问题中信息-物理交互关系进行动力学建模的方案。为了描述各智能体与邻近智能体的信息-物理交互关系,将各智能体间信息-物理耦合关系均由各自建立的动力学模型所表... 详细信息

针对智能电网中信息、物理网络深度融合的运行稳定问题,提出对暂态稳定问题中信息-物理交互关系进行动力学建模的方案。为了描述各智能体与邻近智能体的信息-物理交互关系,将各智能体间信息-物理耦合关系均由各自建立的动力学模型所表达。该方案通过应用发电机间的互联摇摆方程对简化物理电网模型的动态行为进行描述,并由实现暂态稳定控制器来表述智能电网信息、物理网络间的交互行为。通过IEEE9节点模型的仿真与分析证明了智能电网信息-物理网络动力学建模的可能性,并通过对相应节点施加控制及控制效果的对比说明了蜂拥控制的高效性。

关键词：蜂拥信息-物理系统智能电网暂态稳定

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基于虚拟领导者的多智能体蜂拥行为研究

计算机仿真 2012年第6期29卷 12-15,45页

作者：周立海杨洪勇鲁东大学信息科学与工程学院山东烟台264025

蜂拥行为的产生来源于对飞鸟、鱼群、蚂蚁以及蜜蜂行为的研究,这些群体通过每个个体的局部信息交互而产生统一的觅食、迁徙、归巢等行为。多智能体的自组织行为促进了蜂拥行为在工程上的应用,包括大量在环境中移动的传感器、媒介的平行... 详细信息

蜂拥行为的产生来源于对飞鸟、鱼群、蚂蚁以及蜜蜂行为的研究,这些群体通过每个个体的局部信息交互而产生统一的觅食、迁徙、归巢等行为。多智能体的自组织行为促进了蜂拥行为在工程上的应用,包括大量在环境中移动的传感器、媒介的平行同步传输、军事任务中的侦查、监视和战斗协作。主要研究内容是具有虚拟领导者的多智能体蜂拥控制算法,分别对群体中只有一部分智能体具有引导信息和虚拟领导者具有变化速度的情况作了分析。通过个体之间的局部感知作用和相应的反应行为,使系统整体呈现一定的协调行为。

关键词：多智能体控制论蜂拥虚拟领导者

复杂网络的同步及Cucker-Smale系统蜂拥问题研究

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复杂网络的同步及Cucker-Smale系统蜂拥问题研究

作者：刘友权中国矿业大学

学位级别：硕士

复杂网络的产生以及发展已经有了几十年的历史.近年来,复杂网络已迅速发展成为一个新的研究领域,引起了众多领域学者的关注.复杂网络的同步和Cucker-Smale系统的蜂拥都是典型的复杂网络行为,是近年来的研究热点.然而网络间的周期开关耦... 详细信息

复杂网络的产生以及发展已经有了几十年的历史.近年来,复杂网络已迅速发展成为一个新的研究领域,引起了众多领域学者的关注.复杂网络的同步和Cucker-Smale系统的蜂拥都是典型的复杂网络行为,是近年来的研究热点.然而网络间的周期开关耦合、有限的信号传输及记忆效应产生的延迟、噪声都会对系统的同步产生影响.此外,有无领导者、噪声也会影响Cucker-Smale系统的蜂拥行为,系统的收敛速度也是衡量系统性能的重要指标.为了进一步研究复杂网络的同步和Cucker-Smale系统的蜂拥行为,本文主要内容如下:本文研究不连续耦合的时滞复杂动态网络的内部同步问题.通过构造合适的系统模型,利用Lyapunov函数方法,得到网络同步的充分条件.数值模拟结果验证了理论结果的正确性.然而,同步可以发生在网络中的节点之间,也可以发生两个网络之间.进一步,本文研究具有周期开关耦合的时滞复杂动态网络的外部同步.利用时滞微分方程理论,给出了两个复杂动态网络达到完全外部同步所需的条件,也给出了拥有不同节点动力学的两个网络达到广义外部同步所需的条件.数值模拟结果验证了理论分析的有效性.其次,本文研究了复杂动态网络的有限时间随机混合外部同步问题.利用随机微分方程的有限时间稳定性理论,得到了两个随机网络在有限时间达到混合外部同步的充分条件.目前,在大多数主从Cucker-Smale系统蜂拥问题的研究中,产生的蜂拥是渐近的,收敛时间是无穷的.然而,在现实世界中,比如,受到干扰后,鸟群能够在有限时间恢复有序的飞行.考虑到这个现象,本文研究了主从Cucker-Smale系统的有限时间蜂拥问题.利用Lyapunov函数方法,得到了蜂拥在有限时间发生所需的条件.研究结果表明收敛时间随着耦合强度的增大而减少.数值模拟结果验证了理论结果的可靠性.噪声普遍存在现实世界中,也会对系统产生影响.因此,本文进一步研究了带有噪声的主从Cucker-Smale系统的有限时间蜂拥问题.给出了系统发生蜂拥所需的条件.研究发现:即使存在噪声,系统也能发生蜂拥.数值模拟结果表明了理论分析的正确性.

关键词：复杂网络同步 Cucker-Smale系统蜂拥时滞噪声

多智能体系统的固定时间一致性及蜂拥问题研究

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多智能体系统的固定时间一致性及蜂拥问题研究

作者：张慧慧中国矿业大学

学位级别：硕士

在自然界中,成群结队飞行的鸟群,鱼群以及觅食的蚁群经常会表现出协调一致的行为.对多智能体系统协调行为的研究在工程及经济领域都有着非常广泛的应用.多智能体系统的协调控制问题已经成为复杂网络领域中的一个热点问题,引起了数学、... 详细信息

在自然界中,成群结队飞行的鸟群,鱼群以及觅食的蚁群经常会表现出协调一致的行为.对多智能体系统协调行为的研究在工程及经济领域都有着非常广泛的应用.多智能体系统的协调控制问题已经成为复杂网络领域中的一个热点问题,引起了数学、物理、生物等领域学者的广泛关注.在多智能系统的协调控制问题研究中,收敛速度是一个非常重要的方面,众多学者对其进行了大量研究与探索.研究发现多智能体的网络结构对多智能体的收敛速度有重要的影响.于是研究人员试图通过优化网络结构提高系统的收敛速度.目前大多数研究只能保证多智能体系统的收敛是渐近收敛,即收敛时间是无限的.然而,真实的系统通常可以在有限时间内实现协调一致.最近多智能体系统的有限时间协调控制问题引起了人们的关注.研究发现有限时间协调控制问题的收敛时间依赖于系统的初始状态.但是,在很多实际系统中,初始状态难以估计.因此固定时间协调控制问题引起了研究人员的关注.多智能体系统不可避免会受到环境噪声的干扰.因此,研究噪声环境下多智能体系统的协调控制问题具有重要的意义.本文首先研究具有非线性动力学的多智能体系统的有限时间及固定时间随机一致性问题;然后考虑了 Cucker-Smale系统的有限时间及固定时间蜂拥问题.本文的主要内容如下:1.论文绪论部分对多智能体系统的一致性和Cucker-Smale系统的蜂拥问题的研究背景和进展进行了介绍.2.论文第二章,利用微分方程的有限时间和固定时间稳定性理论和图论中的相关结果,研究了具有非线性动力学的多智能体系统的一致性问题,包括:有限时间一致性和固定时间一致性.3.论文第三章,利用随机微分方程的有限时间及固定时间稳定性理论,研究了噪声环境下多智能体系统的有限时间一致性问题和固定时间随机一致性问题.4.论文第四章,研究了 Cucker-Smale系统的固定时间蜂拥问题.利用微分方程的固定时间稳定性理论得到了 Cucker-Smale系统固定时间内实现蜂拥的充分条件.5.论文第五章,研究了噪声环境下Cucker-Smale系统的固定时间随机蜂拥问题.利用随机微分方程的固定时间稳定性理论得到了 Cucker-Smale系统固定时间内实现随机蜂拥的充分条件.6.论文的第六章对本文进行了总结及展望.本文共有图12幅,参考文献85篇

关键词：多智能体系统一致性 Cucker-Smale模型蜂拥噪声

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基于蜂拥控制的移动传感器网络仿真系统设计

基于蜂拥控制的移动传感器网络仿真系统设计

作者：田志乾华中科技大学

学位级别：硕士

移动传感器网络是近年来一个新兴的研究领域。其网络是由多个具有感知、计算和通信等能力的传感器节点互联而成,具有强大的信息获取和处理能力,因此广泛应用于温度采集、环境侦察、智能交通等领域。目标的状态信息估计与跟踪是目前较为... 详细信息

移动传感器网络是近年来一个新兴的研究领域。其网络是由多个具有感知、计算和通信等能力的传感器节点互联而成,具有强大的信息获取和处理能力,因此广泛应用于温度采集、环境侦察、智能交通等领域。目标的状态信息估计与跟踪是目前较为热门的研究方向,其中研究难点在于传感器网络所处的环境十分复杂,网络中的部分节点难以检测到目标的状态信息,而且目标数目可能是单个或多个。如何克服这些困难,实现对目标准确高效的跟踪就是我们关注的焦点。针对这些问题,本文分析了移动传感器网络对于单个目标和多个目标跟踪的算法。按照跟踪目标的数量,分两大类情形讨论了蜂拥控制的跟踪算法:单个目标和多个目标的情形。针对单目标的情形,分析了三种情况下移动传感器对目标的跟踪过程:移动传感器网络中少数传感器节点可以获取到目标信息、全部传感器节点具有目标信息以及指定传感器节点具有目标信息。针对多目标的情形,分析了每个传感器节点是如何跟踪到自己的目标的。本文首先用MATLAB对蜂拥控制及目标跟踪相关理论进行分析,然后设计了一个软件仿真平台模拟移动传感器网络如何跟踪到目标,并达到一致的过程。

关键词：移动传感器网络多智能体蜂拥目标跟踪仿真平台