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《基于博弈模型的多智能體覆蓋控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要基于博弈模型的多智能體覆蓋控制摘要群體智能可以完成個(gè)體智能難以勝任的任務(wù)，它可以通過多智能體協(xié)作來實(shí)現(xiàn)，多智能體協(xié)作控制研究的是大量只具簡(jiǎn)單功能的個(gè)體如何通過分布式的控制，相互合作，產(chǎn)生復(fù)雜的群體行為。多智能體覆蓋控制作為多智能體系統(tǒng)研究的一個(gè)重要方向，近年來受到越來越多的關(guān)注。本文主要研究了一群具有有限感知能力、通信能力和計(jì)算能力的智能體如何在初始隨機(jī)分布的情況下，以自組織的方式運(yùn)動(dòng)，使得最終形成的網(wǎng)絡(luò)能在保持整體連通的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定環(huán)境的最大覆蓋。這些智能體能協(xié)作完成數(shù)據(jù)的采集和傳送，目標(biāo)的檢測(cè)和追蹤，以及對(duì)環(huán)境的監(jiān)控等任務(wù)，在國(guó)防，軍事，無線傳感等領(lǐng)域都有一
2、定的應(yīng)用。非合作博弈強(qiáng)調(diào)個(gè)體理性，常于用解決多人多目標(biāo)優(yōu)化問題，如今也越來越多地被應(yīng)用于多智能體協(xié)作控制問題。本文基于非合作博弈的基本概念，提出了一種完全分布式的覆蓋控制算法。大量的仿真結(jié)果表明：該算法能有效地保持多智能體系統(tǒng)的整體連通性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境盡可能大的覆蓋。本文主要完成了以下三個(gè)方面的研究工作：1．基于標(biāo)準(zhǔn)化的非合作博弈模型，對(duì)多智能體覆蓋控制問題進(jìn)行建模，I摘要將系統(tǒng)中的每個(gè)智能體看作是博弈的參與人，而將每個(gè)個(gè)體的運(yùn)動(dòng)方向作為其可選的策略集。所有智能體在每一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)都是同步的，且個(gè)體只能獲得局部信息，因此可以將系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程看作一個(gè)不完全信息
3、、靜態(tài)博弈的序列。2.提出了一種基于博弈模型的多智能體覆蓋控制算法（G-MAC算法），其中每個(gè)智能體在每一時(shí)刻僅利用自己獲得的局部信息，根據(jù)一定規(guī)則，獨(dú)立決策自己當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)（包括運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)步長(zhǎng)）。在選取運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，每個(gè)智能體都采取了一種簡(jiǎn)單的古諾調(diào)整策略，根據(jù)一次通信獲得的鄰居上一時(shí)刻的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向和步長(zhǎng)，選擇各自當(dāng)前時(shí)刻的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)方向。在確定運(yùn)動(dòng)步長(zhǎng)時(shí)，個(gè)體根據(jù)某種啟發(fā)式規(guī)則，確定其當(dāng)前時(shí)刻的最大可行步長(zhǎng)。系統(tǒng)正是通過這種局部的約束來保持整體的連通。3.對(duì)G-MAC算法進(jìn)行了擴(kuò)展，研究其在環(huán)境中有固定障礙物，系統(tǒng)中存在通信范圍不同的智能體，及覆蓋環(huán)境有界等更實(shí)
4、際情況中的應(yīng)用。通過適當(dāng)?shù)馗淖兪找婧瘮?shù)的形式，或擴(kuò)展確定最大可行步長(zhǎng)的規(guī)則，可使得改進(jìn)后的算法能有效地應(yīng)用于上述情況。關(guān)鍵詞：多智能體系統(tǒng)，博弈論，覆蓋控制，分布式控制IIABSTRACTCOVERAGECONTROLOFMULTI-AGENTSBASEDONGAMETHEORYABSTRACTTheintelligenceofgroup,shownbythecooperationofmulti-agents,canperformcomplicatedtaskswhichanindividualcannot.Thecooperativecontrolofmulti-ag
5、entsinvestigateshowalargenumberofindividualswithsimplefunctioncanperformcomplicatedtasksorachievecooperativegroupbehaviorsbydistributedcontrol.Asanimportantresearchaspectofthemulti-agentsystem,coveragecontrolofmulti-agentshasreceivedmoreandmoreattentionsincelastdecade.Inthisdissertation,
6、westudyhowagroupofagentswithlimitedsensing,communicatingandcomputingcapabilitycanmaximizetheircoverageareaingivenenvironmentaswellaskeepconnectedafterself-organizedmovingfromarandomdistributedinitialstate.Theseagentscanaccomplishtaskssuchasdatacollectionandtransmission,targetdetectingand
7、tracking,aswellastheenvironmentmonitoringandcontrol.Soithasstrongapplicationbackgroundintheareasofnationaldefense,militaryaffairs,wirelesssensornetworksandsoon.第III頁(yè)ABSTRACTNon-cooperativeGameemphasizestheindividualrationalityandisalwaysusedtosolvethemulti-person,multi-ob
