时滞多智能体系统的集群控制技术

成果名称：时滞多智能体系统的集群控制技术

成果拥有单位：国防科学技术大学

成果简介：

时滞多智能体系统是刻画智能体在延时适应性、吸引、排斥和自我推进等作用下自组织演化的一类复杂系统。该成果揭示了时滞与多智能体系统的集群速度与系统参数的复杂非线性关系，给出了集群速度的计算公式和估计式，刻画了耦合集群系统最终集群状态与系统结构的定量依赖关系，构建了收敛于特定模式的集群系统，回答了2011年的一个公开问题，形成了定量控制集群速度、集群模式以及集群聚类的控制方法。

该成果主要创新点包括：一、揭示了时滞与多智能体系统的集群速度与时滞及初始状态的复杂非线性关系，获得了定量控制集群的方法。如：对称情形下，集群速度与时滞、系统初始状态的关系的显示公式如下：

，

其中分别表示系统的初值位置矢量和速度矢量，为时滞量。

二、耦合集群系统的最终集群状态由其子系统的最终状态唯一决定，系统的最大最终聚类个数与系统的拉普拉斯矩阵的半单特征值重数相同，进而获得了耦合集群的控制方法。如两个线性耦合系统的最终速度是其子系统的最终速度的加权平均，权重系数由时滞量、耦合矩阵以及群体规模决定。

三、将最终集群模式信息反馈到系统，构建了收敛于线形和球形的集群模式的智能体系统，获得了集群模式的控制方法。

该成果具有广阔的应用范围：如少数导引或无导引条件下的无人机协同编队；多机构的任务协同；小卫星编队；水雷布阵以及罪犯数据分析等。

合作方式：面议。

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