多智能体系统一致性协同演化控制理论与技术 pdf下载

高等院校计算机、通信、自动化、系统科学等专业以及人工智能领域相关研究人员，相关领域工程技术人员

　　多智能体系统是分布式人工智能的一个重要分支，已成为研究复杂性科学与复杂系统的有力工具。多智能体系统的一致性问题是复杂系统协同控制的根本问题，也是分布式计算理论的基础。《多智能体系统一致性协同演化控制理论与技术》围绕多智能体系统的一致性及分组一致性问题，从系统复杂性、拓扑复杂性以及连接复杂性三个维度，分别概要论述了多智能体系统的一致性以及分组一致性协同演化控制理论及技术等内容，其集中体现了该领域新研究成果与发展动态。
　　《多智能体系统一致性协同演化控制理论与技术》可作为高等院校计算机、通信、自动化、系统科学等专业以及人工智能领域相关研究人员的参考用书，也可供相关领域工程技术人员参考。

第1章 多智能体系统一致性问题概述
1．1 引言
1．2 多智能体系统简介
1．3 多智能体系统一致性问题及其应用领域
1．4 一致性问题的研究进展与发展动态
1．5 本章小结
参考文献

第2章 周期间歇脉冲控制下多智能体系统一致性
2．1 引言
2．2 预备知识
2．3 问题描述与分析
2．4 例子与数值仿真
2．5 本章小结
参考文献

第3章 有向二阶多智能体系统脉冲一致性
3．1 引言
3．2 预备知识
3．3 问题描述与分析
3．3．1 具有固定拓扑的多智能体系统的一致性
3．3．2 具有切换拓扑的多智能体系统的一致性
3．4 例子与数值仿真
3．5 本章小结
参考文献

第4章 具有随机扰动的多智能体系统脉冲一致性
4．1 引言
4．2 预备知识
4．3 问题描述与分析
4．4 例子与数值仿真
4．5 本章小结
参考文献

第5章 多智能体系统双阶脉冲一致性
5．1 引言
5．2 预备知识
5．3 问题描述与分析
5．4 例子与数值仿真
5．5 本章小结
参考文献

第6章 一阶时滞多智能体系统分组一致性
6．1 引言
6．2 预备知识
6．3 问题描述与分析
6．3．1 拓扑结构为连通二分图的时滞网络的分组一致性
6．3．2 拓扑结构为存在全局可达节点的时滞网络的分组一致性
6．4 例子与数值仿真
6．4．1 实验1
6，4．2 实验2
6．5 本章小结
参考文献

第7章 二阶时滞多智能体系统分组一致性
7．1 引言
7．2 预备知识
7．3 问题描述与分析
7．4 例子与数值仿真
7．5 本章小结
参考文献

第8章 二阶连续时间多智能体系统加权一致性
8．1 引言
8．2 预备知识
8．3 问题描述与分析
8．4 例子与数值仿真
8．5 本章小结
参考文献

第9章 二阶连续时间时延多智能体系统加权一致性
9．1 引言
9．2 预备知识
9．3 问题描述与分析
9．4 例子与数值仿真
9．5 本章小结
参考文献

第10章 二阶离散时间时延多智能体系统加权一致性
10．1 引言
10．2 预备知识
10．3 问题描述与分析
10．4 例子与数值仿真
10．5 本章小结
参考文献

第11章 连续时间多智能体系统牵制一致性
11．1 引言
11．2 预备知识
11．3 问题描述与分析
11．4 牵制策略
11．5 例子与数值仿真
11．6 本章小结
参考文献

第12章 离散时间多智能体系统牵制一致性
12．1 引言
12．2 预备知识
12．3 问题描述与分析
12．4 牵制策略
12．5 例子与数值仿真
12．6 本章小结
参考文献

第13章 带输入时延的异构竞争多智能体系统分组一致性
13．1 引言
13．2 预备知识
13．3 问题描述与分析
13．4 例子与数值仿真
13．5 本章小结
参考文献

第14章 带通信和输入时延的异构竞争多智能体系统分组一致性
14．1 引言
14．2 预备知识
14．3 问题描述与分析
14．4 例子与数值仿真
14．5 本章小结
参考文献

第15章 基于竞争关系的离散异构多智能体系统分组一致性
15．1 引言
15．2 预备知识
15．3 问题描述与分析
15．4 例子与数值仿真
15．5 本章小结
参考文献

第16章 基于竞争．合作关系的离散异构多智能体系统分组一致性
16．1 引言
16．2 预备知识
16．3 问题描述及一致性分析
16．4 仿真验证
16．5 本章小结
参考文献

　　受自然界中生物群集现象的启发，伴随着多智能体系统的出现以及应用的不断深入，如今多智能体系统（网络）已发展成为一门新兴的复杂系统科学，并己成为研究复杂性科学与复杂系统的有力工具。研究多智能体系统，就是研究其群集或者聚集的内在演化规律。智能体系统的分布式协同控制是多智能体系统研究的基础，是发挥多智能体群体优势的关键所在，也是整个系统智能性的集中体现。
　　全书共16章，其中：
　　第1章简要论述多智能体系统及其一致性问题的应用领域等，并概要总结多智能体系统一致性及分组一致性协同控制的研究进展与发展动态。
　　第2章主要讨论在周期间歇脉冲控制下多智能体系统的一致性问题。与传统脉冲控制不同，该章所设计的脉冲控制器仅作用于脉冲窗口中，而并非在整个时间序列里都发挥作用。同时，所设计的间歇脉冲控制具有周期性，即脉冲控制窗口和非脉冲控制窗口是呈周期性出现的，因此在脉冲控制器的设计方面也相对容易，易于操作。通过Lyapunov-Rozumikhin定理、代数图论理论、Halanay不等式技巧，分析给出使得多智能体系统达到一致性的条件判据。
　　第3章主要研究在脉冲控制策略下，具有切换拓扑的二阶多智能体系统的一致性问题。同时重点研究切换拓扑对二阶系统一致性问题的影响。
　　第4章主要讨论带有随机扰动和时滞的多智能体系统在脉冲控制策略下的一致性问题。随机扰动不仅在自然界中随处可见，在人工智能系统中更是不可避免地出现，因此该章研究的针对带有随机扰动的多智能体系统的脉冲控制协议在实际应用中具有较大的研究价值。此外，该章还综合考虑了两种时滞对多智能体系统的影响。
　　第5章主要研究带有系统参数不确定性的多智能体系统的一致性问题。在不确定项参数的干扰下，多智能体系统很难实现完全一致。因此，该章研究一类条件相对宽泛的一致性问题，即“具有误差的一致”。通过分段脉冲控制策略，选择合适的脉冲控制增益和脉冲间隔，使领导者节点和跟随者节点之间的误差稳定在一个相对较小的控制范围内。
　　第6章从具有不同输入时滞和通信时滞的一阶连续系统的一致性问题出发，分别针对连通二分图和存在全局可达节点的拓扑结构，探讨一阶连续系统的分组一致性问题。基于矩阵理论和频域控制理论，分析给出一阶多智能体系统渐近实现分组一致的代数条件判据。
　　第7章依据代数图论和频域控制理论，重点探讨在时滞影响下二阶连续时间多智能体系统的分组一致性问题，并分析给出系统实现分组一致的代数约束条件，研究发现，分组一致的实现依赖于输入时滞、节点的连接权重和系统的耦合强度，而通信时滞不会影响系统的收敛性能。
　　第8章基于矩阵理论、代数图论、频域控制理论以及稳定性理论，对二阶连续时间多智能体系统的加权一致性问题进行探讨，提出一种新颖的加权一致控制协议，并设计决策函数，使系统最终的收敛值等于决策值。最后通过数值仿真实验进一步验证理论结论的正确性和有效性。
　　第9章基于代数图论和频域控制理论，研究在时延影响下二阶连续时间多智能体系统加权一致性问题，并分析给出二阶连续时间多智能体系统渐近实现加权一致的代数条件，以及系统渐近实现加权一致时保守的时延上界条件。最后运用数值仿真实验验证所得结论的正确性和有效性。
　　第10章分析时延影响下二阶离散时间多智能体系统渐近实现加权一致的问题，探讨时延对该类系统动态特性的影响，并给出系统渐近实现加权一致的代数条件。
　　第11章重点讨论具有一般连通拓扑的连续时间多智能体系统的牵制一致性问题，并分析给出一些可以保证多智能体系统达到一致的条件判据。利用M矩阵的属性以及节点的连通性，提出一种新颖的牵制控制策略。
　　第12章主要讨论具有一般连通拓扑的离散时间多智能体系统的牵制一致性问题，并分析给出可以保证离散时间多智能体系统达到一致的条件判据。
　　第13章讨论在相同输入时延和不同输入时延影响下，包含一阶和二阶智能体的离散时间异构多智能体系统的分组一致性问题。基于智能体之间的竞争关系，提出一种全新的控制协议，利用频域理论和矩阵分析的相关知识，分析给出保证系统实现分组一致的条件判据以及系统能容忍的时延上界条件。
　　第14章分别讨论在通信时延和输入时延影响下，一类基于竞争关系的异构多智能体系统的分组一致性问题，通过利用矩阵理论和奈奎斯特一般准则，从理论上分析给出一些充分条件以及系统达到分组一致时所能容忍的输入时延的上界条件。
　　第15章讨论在通信时延和输入时延影响下的具有有向二分图拓扑的离散异构多智能体系统的分组一致性问题。通过设计基于竞争关系的控制协议使系统在可以不满足入度平衡的情况下达到分组一致。利用矩阵理论和频域分析法分析得到保证异构系统达到一致的输入时延上界。
　　第16章在第15章的基础上研究拓扑结构为含有生成树的有向图的异构多智能体系统的分组一致性问题。基于智能体间的合作．竞争关系，提出全新的分组一致控制协议，有效释放入度平衡条件和二分图的约束条件，使系统拓扑结构更加普通。同时考虑通信时延和输入时延的影响，利用频域分析法和代数理论分析得到确保系统达到一致的时延上界。
　　本书第1、13——16章由纪良浩撰写，第2～5章由杨莎莎博士撰写，第6～9章由蒲兴成博士撰写，第10～12章由段小林撰写。全书由纪良浩、段小林负责统稿。
　　本书的撰写得到了重庆大学长江学者特聘教授廖晓峰老师的指导，在此表示衷心的感谢。此外，也得到了作者所在的研究团队许多研究生的支持，如赵新月、唐义、耿玉坤、蒋依流与张越等，他们帮助收集并整理了大量的文献资料。没有他们的帮助，本书很难在约定的时间内完成。在此，感谢他们对本书所提供的各种帮助以及所做出的贡献。