多智能体系统的协同群集运动控制 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《多智能体系统的协同群集运动控制》以多智能体系统协同群集运动控制为主线，首先介绍了图论和控制器设计所用到的基础理论知识；其次，分别从拓扑结构的边保持和代数连通度两个角度介绍了连通性保持条件下的协同群集运动控制协议设计方法；进而，针对典型的轮式移动机器人非完整约束模型介绍了连通性保持条件下的协同控制策略，为简化系统复杂拓扑结构，还介绍了基于骨干网络提取的协同群集运动控制策略；书中将个体动态模型提升到高阶非线性系统模型，介绍了高阶非线性系统协同控制协议设计方法；最后，针对多智能体系统非合作行为检测与隔离进行了详细介绍，并提出了相关算法。
　　《多智能体系统的协同群集运动控制》可作为系统与控制及其相关研究领域的科研工作者、工程技术人员、高等院校师生的参考书，也可作为研究生和高年级本科生的教科书。

内页插图

目录

编者的话
序言
前言

第1章 绪论
1．1 多智能体分布式群集运动控制
1．2 多智能体一致性控制概述
1．2．1 低阶积分器多智能体一致性
1．2．2 高阶线性多智能体一致性
1．2．3 高阶非线性多智能体一致性
1．3 多智能体非合作行为检测与补偿概述
1．4 代数图论背景知识

第2章 连通性保持条件下多智能体系统群集运动控制
2．1 研究背景
2．2 问题描述
2．3 领航跟随群集运动控制律
2．4 稳定性分析
2．5 仿真和实验
2．5．1 数值仿真
2．5．2 实物实验
2．6 结论

第3章 基于代数连通度估计的多智能体系统群集运动控制
3．1 研究背景
3．2 问题描述
3．3 控制律设计
3．4 λ2的分布式估计
3．5 稳定性分析
3．6 仿真和实验
3．6．1 数值仿真
3．6．2 实物实验
3．7 结论

第4章 连通性保持下多移动机器人群集控制
4．1 研究背景
4．2 问题描述
4．3 群集运动控制器设计
4．3．1 不带有领航者的群集运动控制
4．3．2 带有领航者的群集运动控制
4．4．仿真和实验
4．4．1 数值仿真
4．2 实物实验
4．5 结论

第5章 基于骨干网络的多智能体系统群集运动与避障控制
5．1 研究背景
5．2 预备知识
5．2．1 问题描述
5．2．2 流体力学基础
5．2．3 流函数
5．3 总体控制策略
5．3．1．分布式拓扑控制
5．3．2 分布式运动控制
5．4 仿真和实验
5．4．1 数值仿真
5．4．2 实物实验
5．5 结论

第6章 参数不确定的高阶非线性多智能体系统一致性控制
6．1 研究背景
6．2 问题描述
……

第7章 Brunovsky型高阶非线性多智能体系统一致性控制
第8章 高阶非线性多智能体分布式自适应鲁棒控制
第9章 多任务约束下多智能体协同编队控制
第10章 一阶多智能体系统非合作行为检测与隔离
第11章 基于邻居相关状态的多智能体非合作行为检测与隔离
参考文献

前言/序言

　　智能体的概念来源于分布式人工智能的思想，通常而言，可以把智能体定义为用来完成某类任务，能作用于自身和环境、有生命周期的一个物理的或抽象的计算实体。智能体的特点是具有自主性、局部通信／感知能力、分布式协作能力、任务分解能力、自适应性和推理能力。而多智能体系统是由多个智能体组成的具有松散耦合结构的，并且通过系统中智能体之间以及智能体与环境之间的通信、协商和协作来共同完成单个智能体（Agent）因能力、知识或资源上的不足而无法解决的问题的系统。多智能体系统通过相互协作，可以完成超出它们各自能力范围的任务，使得系统整体能力大于个体能力之和。鲁棒性、分散性、自组织性是多智能体系统动态行为的基本特征。多智能体协同控制是目前控制科学研究领域的一个热点课题，在许多国际期刊及会议中，每年均有大量关于多智能体系统的研究文章出现。
　　多智能体系统由个体的动态模型、通信网络拓扑、分布式控制律f或者协议／规则）三个基本要素构成。本书以多智能体系统协同群集运动控制为主线，围绕上述三个基本要素，首先介绍图论和控制器设计所用到的基础性理论等背景知识；其次面向典型应用，考虑实际约束条件，分别从拓扑结构的边保持和代数连通度两个角度介绍通信连通性保持条件下的协同群集运动控制协议设计方法；进而，从个体动态模型和拓扑结构模型两方面继续深入，针对典型的轮式移动机器人非完整约束模型介绍连通性保持条件下的协同控制策略，为简化系统拓扑结构对控制器设计的影响，介绍基于骨干网络提取的协同群集运动控制策略；书中还将个体动态模型由简单的一阶、二阶线性模型提升到高阶非线性系统模型，介绍高阶非线性系统协同控制协议设计方法；最后针对多智能体系统非合作行为检测与隔离进行详细介绍，并提出相关算法。本书内容自成体系，旨在向读者详细介绍多智能体系统协同群集运动控制的基础理论和最新研究成果。
　　本书由11个章节构成。第1章为基础知识部分，首先对多智能体群集运动控制、一致性控制以及非合作行为检测与补偿进行全面的综述，其次介绍在理论推导过程中所用到的代数图论的基础理论知识。第2章介绍在无法获取动态领航者智能体的加速度信息的条件下，进行连通性保持的有界群集运动控制方法。第3章从全局连通性的角度，介绍基于代数连通度分布式估计的连通性保持控制方法。第4章针对非完整约束轮式机器人，介绍连通性保持下的多移动机器人群集控制。第5章介绍层次型骨干网络的建立方法，以及基于骨干网络提取的协同避障运动控制方法。第6章针对参数不确定的高阶非线性多智能体系统，设计分布式控制器实现系统的一致性。第7章针对：Brunovsky型高阶非线性多智能体系统，设计分布式一致性控制器。第8章针对高阶非线性多智能体系统，设计自适应鲁棒一致性控制器，并对控制器性能进行分析。第9章在多任务约束下，设计多智能体一致性控制器。第10章介绍一阶多智能体系统的非合作行为检测、隔离与修复算法。第儿章介绍基于邻居相关状态的多智能体非合作行为检测与隔离算法。
　　感谢中国自动化学会控制理论专业委员会、《系统与控制丛书》编委会对本书出版的大力支持。本书得到了国家杰出青年科学基金项目（60925011）、国家自然科学基金创新研究群体项目（61321002、61621063）、国家自然科学基金重大国际合作研究项目（61120106010）、国家自然科学基金项目（61573062、61304215、61673058）、北京市优秀博士学位论文指导教师科技项目（20131000704）的资助，在此表示衷心的感谢。同时，还要感谢本领域相关同行学者在本书撰写过程中给予的热心支持，以及毛昱天、黄捷、杨庆凯、李俨、尉越、卢少磊、吴楚、王雪源、商成思、开星雄、罗明等同学对本书出版给予的大力帮助。
　　由于作者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
　　作者
　　2016年11月
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