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1、多智能体系统一致性问题概述,多智能体一致性问题综述,一致性理论发展趋势展望,一致性理论应用领域,一致性协议,一致性问题描述,多智能体系统,多智能体系统,定义: 多智能体系统是由多个可计算的智能体组成的集合，其中每一个智能体是一个物理或抽象的实体，并能通过感应器感知周围的环境，效应器作用于自身，并能与其他智能体进行通讯的实体 研究多智能体系统的主要目的 期望通过大规模的智能体之间的合作协调来代替昂贵的单个系统（卫星、机器人、无人驾驶飞行器、自治水下潜艇等）完成复杂的任务。 在合作控制问题中，智能体之间通过无线网络或者在初始时刻预输入来共享信息，这些信息包括相同的控制算法，共同的目标，或者相对的位

2、置信息。,一致性问题描述,在 自然界中，很多群体活动的生物在迁徙，觅食等活动中，往往会以一定的规则活动。比如说大雁在迁徙过程中往往以一致的速度排列成“人”字型飞行；又如海洋中的鱼群以一致的角速度结群活动。,一致性问题描述,一致性问题描述,一致性理论研究 的三个阶段,生物群体机制模拟阶段:主要模拟自然界群体一致性现象以 Boid 模型和 Vicsek模型为代表,理论探索研究阶段：Jadbabaie 等人对Vicsek 模型的一致性行为给出了理论证明，开辟了多智能体一致性理论研究的探索之路。,理论日臻完善阶段：逐渐探索并完善了一致性理论在有向/无向通信网络、固定/动态拓扑、时滞系统、信息不确定以及

3、异步通信中的相关问题，已形成了相对完善的系统理论,一致性协议,图论是一致性问题分析的重要工具。对于一个多智能体系统，很自然的会想到用图论来表示智能体之间信息交换的过程。下面是在一致性问题研究中要用到的图论知识的总结。,图论基础,一致性协议,图论基础,一致性协议,矩阵论基础 为了描述节点与边之间的关系，我们引入邻接矩阵A, A中元素取值如下： 拉普拉斯矩阵L是另一种描述点与边之间关系的矩阵，它的取值如下： 对于无向图，其拉普拉斯矩阵L是对称矩阵。对于有向图，如果有一个节点的信息能传递到系统中的任意节点，则这个有向图含有一个有向生成树。,一致性协议,矩阵论基础 下图是含有七个节点的有向图，并给出了

4、其相应的邻接矩阵A和拉普拉斯矩阵L 。,一致性协议,一致性问题的数学模型,则称多智能体系统实现一致性。,一致性协议,一致性协议,二阶一致性 对于n个智能体组成的系统，每一智能体的二阶动态模型为： 采用如下二阶多智能体系统一致性算法：,一致性协议,高阶一致性协议 近来，许多研究人员对多智能体系统一致性问题的研究转移到了智能体为 n 阶智能体的情况，并以线性矩阵不等式形式给出系统一致性需要满足的条件，在一定假设下分析给出线性矩阵不等式的可解性，并通过实例验证了算法的有效性议。,一致性理论应用领域,一致性理论应用领域,弱连通(Weakly Connected)条件下的多智能体一致性理论,具有不对称时变时延的多智能体系统一致性算法。,多变量非线性多智能体系统一致性理论,事件驱动的异步通信

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