徐德剛，桂衛(wèi)華
中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙

摘　　　要：基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)一致性理論，研究外部向量場變化情況下的分布式多智能體的隊(duì)形保持和跟蹤控制問題。利用鄰近多智能體間共享的信息，智能體以一致協(xié)商的合作方式既控制自身運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)又保持了一定的隊(duì)形。針對(duì)多智能體之間形成的較近鄰耦合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分析后，提出了多智能體一致性動(dòng)態(tài)控制律的設(shè)計(jì)方法，可方便地對(duì)系統(tǒng)的極點(diǎn)進(jìn)行配置。還提出了一種利用分散的隊(duì)形控制分解中心領(lǐng)航者作用的方法，并給出了系統(tǒng)穩(wěn)定性的條件。研究結(jié)果顯示，隊(duì)形穩(wěn)定性問題僅受到通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響，可以通過分解降階的系統(tǒng)解決，而向量場的特性只影響系統(tǒng)跟蹤性能。仿真例子顯示了方法的正確性。

關(guān)　鍵　詞：多智能體；一致性；網(wǎng)絡(luò)；隊(duì)形；跟蹤控制

１　引　言
在許多工業(yè)領(lǐng)域中多智能體系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，其中，尤為關(guān)鍵的技術(shù)是多智能體在作業(yè)和運(yùn)動(dòng)過程中保持一定隊(duì)形的方法［１�玻矗�。到目前為止，隊(duì)形控制問題已在機(jī)械裝配、石油化工檢測等領(lǐng)域得到應(yīng)用［５�玻罚荩�研究隊(duì)形控制的方法也大致有三種［４］：跟隨領(lǐng)航者法、基于行為法、虛擬結(jié)構(gòu)法。其中，跟隨領(lǐng)航者法的應(yīng)用較為引人注目。在多智能體組成的群體中，某個(gè)智能體被指定為領(lǐng)航者，其余作為它的跟隨者，這些跟隨者以一定的距離間隔跟蹤領(lǐng)航智能體。根據(jù)領(lǐng)航者與跟隨者之間的相對(duì)位置關(guān)系，就可形成不同的隊(duì)形，該隊(duì)形可看作宏觀上不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。韓學(xué)東等［６�玻福菅芯康母�隨領(lǐng)航者多智能體系統(tǒng)中，根據(jù)智能體之間的不同拓?fù)湮恢藐P(guān)系，設(shè)計(jì)了適用于不同情況的控制器，并探討了編制隊(duì)形問題，但其未涉及復(fù)雜外部環(huán)境的隊(duì)形保持問題。本文考慮復(fù)雜外部環(huán)境下由一個(gè)領(lǐng)航者和多個(gè)智能體組成的系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)一致性理論，研究復(fù)雜條件下的多智能體跟隨領(lǐng)航者問題［１２�玻保担荨Ｖ饕�研究在可測的向量場（例如溫度場或磁力場等）中多智能體系統(tǒng)的跟蹤問題，并進(jìn)一步獲取多智能體測量局部向量場及其他智能體交互各自的測量信息，從而解決基于共享信息的多智能體互相協(xié)作控制和各自運(yùn)動(dòng)軌跡的問題。此外，為了系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，還討論了具體的多智能體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的跟蹤問題和動(dòng)態(tài)控制律的設(shè)計(jì)方法。

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