多智能体系统分布式包容控制研究文献综述

文献综述

一、研究背景和意义大自然中存在着各种各样的生物集群现象，例如，大雁在没有全局指引的情况下能够紧而有序的大规模远距离迁徙；海洋中的鱼群能迅速改变队形来围捕猎物或者应对天敌的围捕；草原上的狮群有组织的大规模迁徙或围捕猎物等[1]。

在这些群体中，每个生物个体的结构虽然简单，但是通过个体之间的信息交流，生物种群可以通过协同合作完成复杂的任务以便于更好地在生物界中生存。

受到生物界集群现象的启发，越来越多的专家学者开始研究生物个体在控制领域中的应用。

其中，在控制科学领域这类复杂群体行为系统被命名为Multi-Agent Systems，在中文中通常称为多智能体系统。

多智能体系统是多个智能体组成的集合，它的目标是将大而复杂的系统建设成小的、彼此互相通信和协调的，易于管理的系统。

它们可以与自身感知范围内的邻近智能体进行交互、协作并以分布式的方式来完成一些大型而复杂的任务，且具有灵活性、鲁棒性、可靠性、可扩展性、降低系统复杂度、节约系统成本等优点。

随着嵌入式系统、计算机科学和通信技术等的飞速发展，多智能体系统的分布式协同控制因其在蜂拥、群集、网络同步、一致性、编队控制等方面的广泛应用，近年来备受关注。

目前对多智能体系统分布式协同控制问题的研究可分为应用研究和理论研究两个方面。

就应用研究而言，可分为编队控制问题，例如自主飞行编队、移动机器人编队、航天器、通信卫星等；和非编队控制问题 ，例如协同搜索、任务分配、空中交通管制、协作运输等。