积分商城

最新搜索： MDK PMW-HEX B码 CS1621 OV2640 excel
您现在的位置是：首页 > 技术资料 > 多智能体系统的事件驱动控制
推荐星级：
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

多智能体系统的事件驱动控制

更新时间：2020-01-02 11:59:31 大小：2M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：多智能体系统 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

近年来事件驱动控制发展迅速,并引起了多智能体系统领域研究者的极大关注.本文对基于事件驱动控制的多智能体系统的研究现状进行综述.从智能体动力学角度,分别对这个领域的一些代表性成果和研究方法进行了归纳总结.进一步,论述了边事件驱动控制策略下的多智能体系统的研究成果.随后,利用一类新型事件驱动控制来探讨多智能体系统的一致性问题.最后,给出了尚未解决的问题和未来值得关注的研究方向.


部分文件列表

文件名 大小
多智能体系统的事件驱动控制.pdf 2M

【关注B站账户领20积分】

部分页面预览

（完整内容请下载后查看）
控 制 理 论 与 应 用  
Control Theory & Applications  
第 35 卷第 8 期  
2018 年 8 月  
Vol. 35 No. 8  
Aug. 2018  
DOI: 10.7641/CTA.2018.70375  
多智能体系统的事件驱动控制  
张志强1, 王 龙2†  
(1. 济南大学 数学科学学院, 山东 济南 250022; 2. 北京大学 系统与控制研究中心, 北京 100871)  
摘要: 近年来事件驱动控制发展迅速, 并引起了多智能体系统领域研究者的极大关注. 本文对基于事件驱动控制  
的多智能体系统的研究现状进行综述. 从智能体动力学角度, 分别对这个领域的一些代表性成果和研究方法进行  
了归纳总结. 进一步, 论述了边事件驱动控制策略下的多智能体系统的研究成果. 随后, 利用一类新型事件驱动控  
制来探讨多智能体系统的一致性问题. 最后, 给出了尚未解决的问题和未来值得关注的研究方向.  
关键词: 多智能体系统; 事件驱动控制; 一致性; Zeno行为  
引用格式: 张志强, 王龙. 多智能体系统的事件驱动控制. 控制理论与应用, 2018, 35(8): 1051 – 1065  
中图分类号: TP273  
文献标识码: A  
Event-triggered control for multi-agent systems  
ZHANG Zhi-qiang1, WANG Long2†  
(1. School of Mathematical Sciences, University of Jinan, Jinan Shandong 250022, China;  
2. Center for Systems and Control, Peking University, Beijing 100871, China)  
Abstract: In recent years, event-triggered control has been developing rapidly with rich achievements, which attracts  
great attention from the field of multi-agent systems. This paper presents an overview of the state-of-the-art of event-  
triggered control for multi-agent systems. Some representative results and methods in this field are summarized from  
the perspective of agent dynamics. Furthermore, some of the research achievements on edge-event driven control for  
multi-agent systems are presented. Then, we investigate the consensus problem of multi-agent systems based on a new  
event-triggered control method. Finally, some open problems and possible future research directions are proposed.  
Key words: multi-agent systems; event-triggered control; consensus; Zeno behavior  
Citation: ZHANG Zhiqiang, WANG Long. Event-triggered control for multi-agent systems. Control Theory & Appli-  
cations, 2018, 35(8): 1051 – 1065  
1 引言(Introduction)  
辆交通拥堵、时尚现象、观众的同频率鼓掌等[1–3,7–8]  
.
这些在宏观层面上表现出的整体行动或是同步化行  
动, 都是由多个个体经过局部的信息传递和交互作用  
而形成的. 计算机学家通过数值仿真模拟鸟类编队飞  
行时提出的Reynolds原则[9], 即避碰原则、速度匹配  
原则和相互靠拢原则, 比较精炼地概括了自然界和社  
会中多数群体运动的基本特点.  
多智能体系统协调控制是近年来系统控制领域的  
一个研究热点[1–3]. 由于多智能体系统的研究可以对  
一些自然、社会现象进行有力的解释: 同时, 多智能体  
系统的协调控制在多机器人系统、传感器网络、智能  
交通系统、人造卫星簇等工程中有潜在的应用, 使得  
多智能体系统的研究吸引了众多科研工作者的关注.  
在自然和人类社会中, 多个智能体的协调行为与  
自组织现象十分普遍. 自然界中的一些生物群体通过  
分布的、个体间的相互作用, 最终在整体上涌现出规  
则有序的集体行为, 例如鸟群的编队迁徙、鱼群的结  
队巡游、昆虫和微生物的集体觅食等[1–6]. 人类社会中  
的群体行为也普遍存在, 例如人群的恐慌和疏散、车  
随着微型传感器技术和数字通信网络技术的飞速  
发展, 以及对群体行为研究的不断深入, 工程领域中  
的学者们越来越多地借鉴群体行为内部机理以实现  
多智能体系统协调控制的工程应用. 这些应用已经延  
伸到了许多领域, 比如能够编队的多机器人/车辆系  
统、目标跟踪的无线传感器网络、需要达到某种姿态  
收稿日期: 2017−06−05; 录用日期: 2018−02−02.  
†通信作者. E-mail: ; Tel.: +86 10-62754388.  
本文责任编委: 方浩.  
国家自然科学基金项目(61751301, 61533001), 山东省自然科学基金项目(ZR2018BF019)资助.  
Supported by the National Natural Science Foundation of China (61751301, 61533001) and the Natural Science Foundation of Shandong Province  
(ZR2018BF019).  
1052  
控 制 理 论 与 应 用  
第 35 卷  
的人造卫星簇或多个无人机、可同步的耦合非线性振  
子系统等[1–3,10–15]. 在多智能体系统分布式协调控制  
的应用中, 单个智能体设计为具有一定的传感、计  
算、存储与通信能力的个体, 其结构较为简单, 所完成  
的功能比较单一, 动态系统的控制输入仅依赖于自身  
信息和其他有限个智能体的状态信息. 多智能体系统  
分布式协调控制实现了从集中式框架到分布式框架  
的转变. 一般而言, 单个智能体动态的崩溃不会影响  
整个系统的动态演化, 也就不会影响整个系统控制目  
标的实现. 这就避免了集中式控制中因中央处理器损  
坏而导致的整个系统瘫痪, 加强了系统的抗干扰  
性、可扩展性和鲁棒性; 同时, 通过局部/邻居间的信  
息交互机制, 降低了通信成本.  
2 多智能体系统的事件驱动控制(Event-trig-  
gered control for multi-agent systems)  
事件驱动控制是指基于事件的发生来驱动控制任  
务的控制策略. 在满足期望控制性能的同时, 事件驱  
动控制能够依据被控对象的状态变化调节采样和控  
制更新周期; 相比于时间驱动控制, 事件驱动控制具  
有减少控制任务的执行次数, 降低通信资源和计算资  
源的消耗等优势. 这使得它在很多资源受限的环境中  
具备良好的应用前景.  
事件驱动控制的关键问题是事件的设计问题. 所  
谓事件, 也定义为事件驱动条件, 一般归纳为与系统  
状态、测量输出相关的数学表达式(函数). 由此, 事件  
驱动控制便可基于系统的实际状况, 实时调节采样频  
率, 在满足系统性能的要求下, 减少控制任务的执行  
次数, 提高计算资源和通信资源利用率.  
近年来, 基于事件驱动的控制方法在随机系统、线  
性系统、非线性系统等一般的单回路系统中得到了广  
泛应用[48–52]. 在文献 [48] 中, Astrom 和 Bernhardsson  
证明了相对于时间驱动控制方法, 在满足期望性能下,  
事件驱动控制方法可以使得系统控制器的更新频率  
明显降低. 这表明对于通信资源有限、计算负荷较大  
的网络化控制系统, 此方法具有较大应用空间. 为了  
减少通信次数, 许多学者研究了事件驱动控制在网络  
化控制系统中的应用; 同时, 也考虑了时间延迟、丢  
包、不确定性等影响下, 该方法的有效性[53–57]. 另外,  
文献[58–59]结合基于模型的控制和事件驱动控制来  
研究网络化控制系统, 并证明了这种结合方式在减少  
通信压力等方面具有显著优势.  
在事件驱动控制机制中, 事件条件设计地是否合  
理, 往往取决于该机制是否可以有效避免Zeno现象.  
Zeno现象是指在有限时间内发生无穷次采样, 这在现  
实应用中是不可行的. 排除Zeno现象是事件驱动控制  
研究中必须解决的问题, 一般通过证实任意相继采样  
间隔存在一个严格正的下界来说明Zeno现象不会出  
现.  
不同领域的学者对多智能体系统的研究有着不同  
的出发点、研究思路和分析方法. 在系统和控制领域,  
对多智能体系统的研究主要集中在系统分析和系统  
控制两个方面. 系统分析主要是研究智能体动力学和  
智能体间的通信拓扑两方面因素如何相互作用, 以及  
二者对整个系统完成指定任务/性能指标等会产生何  
种影响. 主要包括: 系统一致性和稳定性分析[16–25]  
鲁棒性分析[26]、整体的能控性、能观性和可镇定性分  
析[27–34]、收敛性分析[35–36]等. 系统控制主要是研究  
多智能体系统最终具有何种特定的行为, 完成哪些  
指定任务或者达到哪类的性能指标. 主要包括: 编队控  
制[37–39]、蜂拥控制[40]、跟踪控制[41]、包围控制[42–43]等.  
在多智能体系统的实际应用中, 每个智能体的机  
载电池的容量和数量是有限的, 因此每个智能体的机  
载能量也是有限的. 同时, 智能体之间通信消耗的能  
量远大于计算消耗的能量[44]. 在能量资源有限的情况  
下, 如何减少通信频次以获得较好的系统性能是当前  
研究的一个重要课题. 首先, 在已有研究工作中, 大部  
分工作都要求智能体之间进行连续的通信. 显然, 这  
种连续通信使得多智能体系统对通信资源等具有较  
高的要求. 其次, 相比于连续通信, 采样控制机制的应  
用有助于降低通信压力, 减少能量资源的消耗. 然而,  
为保证得到期望的控制系统性能, 人们往往依据最坏  
的运行状况选取采样周期, 忽略了系统的实时动态,  
引发了一些不必要的通信和控制任务的执行, 从而浪  
费了一定量的通信资源[45–47]. 对比上述两种控制方  
法, 事件驱动控制方法在兼顾到控制性能(跟踪、稳定  
性、抗干扰性等)和软件性能(处理器负载等)的同时,  
可以进一步减少通信频次以节省能量资源. 因此, 利  
用事件驱动控制方法来研究多智能体系统的分布式  
协调问题具有重要的现实意义和应用价值.  
、
通常意义下的事件驱动控制, 采用硬件设备连续  
地检测被控对象, 以判断事件驱动条件, 确定控制任  
务的驱动时刻. 为了避免连续事件检测, 事件驱动控  
制方式衍生出了两类新型驱动控制方法, 即自驱动控  
制与周期性事件驱动控制. 自驱动控制, 通过采用软  
件算法, 根据当前采样数据确定下一次控制驱动时  
刻
[60–62]. 周期性事件驱动控制, 即首先给定固定周期,  
周期性地判断事件驱动条件是否满足, 并以此来决定  
控制任务是否执行[63–64]. 这两类控制对硬件检测设  
备依赖性低, 在实际应用中更便于实现, 但两者的理  
论分析与综合较为复杂.  
针对多智能体系统, 事件驱动控制可以归纳为两  
类: 同步事件驱动控制和异步事件驱动控制. 同步事  
件驱动控制是指所有智能体的事件发生时刻一致: 异  
目前而言, 事件驱动控制方法主要是被用来解决  
多智能体系统的一致性问题、编队控制问题、跟踪控  
制问题以及包围控制问题. 本文将从智能体动力学角  
度, 对事件驱动控制方法所解决的问题及其结论进行  
归纳和分析.  

相关下载

全部评论(0)

暂无评论
评论赚积分>>

上传资源 上传优质资源有赏金

热门标签

更多>>

最新上传

  • 打赏
  • 30日榜单

热门下载

资料专题

推荐下载

本站上的所有资源均为源于网上收集或者由用户自行上传，仅供学习和研究使用，无任何商业目的，版权归原作如有侵权，请 来信指出，本站将立即改正。

ICP许可证号：京ICP证070360号     21IC电子网 2000- 版权所有

京ICP备11013301号

京公网安备 11010802024343号