移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)的同步蜂擁及牽制控制研究.pdf

1、人們最初受自然界中生物群集現(xiàn)象的啟發(fā)，研究發(fā)現(xiàn)了多智能群體蜂擁行為的自然規(guī)律和運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)則，隨著多智能體系統(tǒng)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的學(xué)者開始從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度分析研究多智能體系統(tǒng)的全局特性，形成移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究。在移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)中，研究者討論了蜂擁行為的動(dòng)態(tài)特性和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并將理論研究逐漸應(yīng)用于對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活中的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，航天探測(cè)器和軍事無(wú)人機(jī)等系統(tǒng)的蜂擁行為控制律的優(yōu)化中。
　　本文主要研究了移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)的同

2、步蜂擁及牽制控制，在群體同步蜂擁的過(guò)程中，集中優(yōu)化了動(dòng)態(tài)蜂擁行為中網(wǎng)絡(luò)的同步性能，并同時(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)的連通及抗毀性能，降低了移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)的功率消耗。本文的主要研究成果結(jié)構(gòu)如下：
　　首先，本文介紹了移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)中的基本概念，網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)及研究工具，并總結(jié)了群體蜂擁行為的基本模型及算法，給出了網(wǎng)絡(luò)同步分析的原理和評(píng)判準(zhǔn)則以及群體系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)研究的穩(wěn)定性理論，為后續(xù)研究工作提供了充實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　其次，本文基于移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)

3、的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成，探討了個(gè)體的感知半徑與網(wǎng)絡(luò)抗毀性能之間的關(guān)系，通過(guò)對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體感知半徑的調(diào)整，協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的功率消耗與網(wǎng)絡(luò)性能之間的關(guān)系，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)邊數(shù)的代價(jià)函數(shù)，通過(guò)粒子群算法優(yōu)化代價(jià)函數(shù)，得到使網(wǎng)絡(luò)功率消耗較低，連通性能及抗毀性能較好的近似最優(yōu)感知半徑。仿真證明了該方案的可行性與有效性。
　　再次，以實(shí)際生產(chǎn)生活中大規(guī)模應(yīng)用的非完整約束移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象，考慮其自身的機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性，結(jié)合貝塞爾曲線對(duì)其群體蜂

4、擁行為中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行路徑規(guī)劃使其滿足導(dǎo)向角和曲線運(yùn)動(dòng)中曲率大小的約束條件。本文利用最小外接圓圓心的方法實(shí)現(xiàn)了非完整約束移動(dòng)智能群體的位置集聚行為，在網(wǎng)絡(luò)初始連通的情況下，維持了蜂擁運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)的全局連通性，并通過(guò)不同的蜂擁優(yōu)化策略分別降低了個(gè)體的運(yùn)動(dòng)損耗和提高了群體的同步性能。仿真證明了方案的可行性與有效性。
　　最后，本文在移動(dòng)智能體網(wǎng)絡(luò)中引入了虛擬領(lǐng)航者，通過(guò)對(duì)獲知虛擬領(lǐng)航者信息的部分節(jié)點(diǎn)實(shí)施牽制控制實(shí)現(xiàn)智能體網(wǎng)絡(luò)跟隨虛擬領(lǐng)航者趨