“集群智能與協(xié)同控制”?？把?/h1>
2021-11-30 13:44:25陳皓勇,任章,張承慧等
控制理論與應用 2021年7期
當前集群智能(swarm intelligence)與協(xié)同控制(cooperative control)理論與技術蓬勃發(fā)展,也是新一代人工智能的重要研究領域.集群智能涉及群智涌現機理機制、動態(tài)自組網、協(xié)同感知定位、協(xié)同決策規(guī)劃、協(xié)同制導控制、試驗驗證與綜合效能評估等關鍵技術.協(xié)同控制可為集群智能涌現提供有利的時空協(xié)調保障,是集群智能涌現的核心關鍵技術和制高點技術.集群智能與協(xié)同控制充分融合人工智能、系統(tǒng)工程、協(xié)同控制、指揮與控制、導航制導與控制、通信與探測等多個學科的理論與技術,在航空、航天、交通、能源、電力、化工、制造、信息等不同行業(yè)得到廣泛應用,其理論與方法可相互借鑒.本專刊關注集群智能與協(xié)同控制的理論研究進展與應用成果,共錄用25篇論文,包括綜述論文1篇,基礎理論與算法相關論文6篇,工程應用相關論文18篇,其中航天器、無人機、無人車、無人艇等空、天、地、海無人集群系統(tǒng)協(xié)同控制方向12篇,分布式能源與電力方向6篇.
李志恒等從集群智能研究的角度出發(fā)對協(xié)同駕駛進行綜述,并分析了協(xié)同駕駛和集群機器人的區(qū)別.李宗剛等針對實際工程應用中大量存在的測量限制情形研究了存在測量限制影響的連續(xù)線性多智能體系統(tǒng)基于迭代學習方法的輸出一致性問題.在集群智能與協(xié)同控制基礎理論與算法方面,劉忠信等針對模型未知的一類離散時間多智能體系統(tǒng)提出了一種Q-learning方法實現多智能體系統(tǒng)的一致性控制,并針對一類同時帶有執(zhí)行器故障、未知非線性動態(tài)和非匹配干擾的多智能體系統(tǒng)提出一種新的自適應容錯控制方案.馬丹等在固定無向拓撲下,對一類二階非線性多智能體系統(tǒng)的分布式優(yōu)化問題進行了研究.朱波等以3–DOF直升機模型為例研究了多運動體系統(tǒng)在同時受內外擾動影響下跟隨者的魯棒跟蹤控制問題.劉燁等針對一類具有磁滯輸入且狀態(tài)未知的非線性多智能體系統(tǒng)提出了一種基于領導者–跟隨者的分布式輸出反饋漸近一致自適應控制方案.
在空、天、地、海無人集群系統(tǒng)協(xié)同控制方面,何德峰等針對通信拓撲切換下異質非線性車輛隊列系統(tǒng)協(xié)同控制問題提出了一種能夠保證車輛隊列穩(wěn)定和弦穩(wěn)定的分布式模型預測控制策略.王俊偉等針對水面無人艇提出了基于領導–跟隨–錨的協(xié)同控制算法,實現其對羽流邊界的動態(tài)合圍與實時跟蹤.方一鳴等針對受外界干擾和執(zhí)行器故障影響的多航天器姿態(tài)控制問題設計了一種基于干擾觀測器的分布式協(xié)同supper-twisting滑模控制器.劉海明等針對未知復雜環(huán)境下具有感知范圍限制的群機器人自主圍捕任務提出了基于簡化虛擬速度和基于航向避障的自主圍捕算法,并針對通訊受限條件下大規(guī)模移動機器人編隊任務提出了基于行為的分布式多機器人線形編隊控制和避障算法.王洪民等針對多無人機協(xié)同搜索追蹤區(qū)域內多運動目標問題,提出了以垂線搜索為基礎的多無人機協(xié)同搜索追蹤策略.屈小媚等提出利用車載自組織網絡中的V2V通信進行車輛分布式協(xié)同定位的問題.敖邦乾等針對水面無人艇的路徑規(guī)劃問題提出了改進的蟻群算法搜索可行路徑得到航路點序列.梅杰等提出了利用方位角信息的移動機器人編隊控制方法,有效應對機器人之間相對位置信息難以精確測量的場景.伍益明等針對通信范圍有限的智能體群組編隊問題,提出了網絡攻擊下多智能體系統(tǒng)彈性均值趨同控制策略.王洪斌等針對多AUV編隊控制的模型參數不確定及未知海流干擾的問題提出了基于固定時間模糊干擾觀測器的事件觸發(fā)編隊控制方法.王常順等針對含有模型不確定性和未知外部擾動的車式移動機器人集群,提出了一種分布式協(xié)同編隊控制器.
在分布式能源與電力方面,曾君等基于狀態(tài)勢博弈理論提出了一種完全分布式的協(xié)同優(yōu)化算法,實現了分布式儲能有效匯聚參與電網一次調頻.張聰等針對風電的不確定性對電網調度的經濟和安全運行造成影響的問題提出了一種基于改進均衡協(xié)調算法的多目標區(qū)間儲能經濟調度優(yōu)化方法.竇春霞等提出了一種分布式有功–電壓調控策略,可維持孤島交流微電網群中各微電網的電壓穩(wěn)定并實現有功功率經濟分配.趙安軍等將交替方向乘子法引入冷水機組負荷分配群智能優(yōu)化問題中,并建立了一種雙層分布式計算框架的冷水機組負荷優(yōu)化分配模型.王燕舞等提出了一種環(huán)形直流微電網系統(tǒng)分布式二次控制的穩(wěn)定性分析方法,實現了微網系統(tǒng)的電壓調控和電流分配.朱俊威等針對一類具有執(zhí)行器、傳感器故障的多伺服電機控制系統(tǒng),設計了相應的多伺服電機智能化協(xié)調容錯軌跡跟蹤控制系統(tǒng).
集群智能與協(xié)同控制是當前正在快速發(fā)展的前沿領域,也屬于典型的多學科交叉領域.本?？撐妮^系統(tǒng)地介紹了來自不同的行業(yè)的研究現狀,并提出了需要解決的關鍵問題.“他山之石,可以攻玉”,希望通過多學科交叉融合的方式促進本領域的發(fā)展和應用.感謝作者分享他們的研究成果;感謝審稿專家對投稿提出的建設性意見;感謝《控制理論與應用》編輯部成員,他們嚴謹、高效的工作使得?？妥x者及時見面.
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在空、天、地、海無人集群系統(tǒng)協(xié)同控制方面,何德峰等針對通信拓撲切換下異質非線性車輛隊列系統(tǒng)協(xié)同控制問題提出了一種能夠保證車輛隊列穩(wěn)定和弦穩(wěn)定的分布式模型預測控制策略.王俊偉等針對水面無人艇提出了基于領導–跟隨–錨的協(xié)同控制算法,實現其對羽流邊界的動態(tài)合圍與實時跟蹤.方一鳴等針對受外界干擾和執(zhí)行器故障影響的多航天器姿態(tài)控制問題設計了一種基于干擾觀測器的分布式協(xié)同supper-twisting滑模控制器.劉海明等針對未知復雜環(huán)境下具有感知范圍限制的群機器人自主圍捕任務提出了基于簡化虛擬速度和基于航向避障的自主圍捕算法,并針對通訊受限條件下大規(guī)模移動機器人編隊任務提出了基于行為的分布式多機器人線形編隊控制和避障算法.王洪民等針對多無人機協(xié)同搜索追蹤區(qū)域內多運動目標問題,提出了以垂線搜索為基礎的多無人機協(xié)同搜索追蹤策略.屈小媚等提出利用車載自組織網絡中的V2V通信進行車輛分布式協(xié)同定位的問題.敖邦乾等針對水面無人艇的路徑規(guī)劃問題提出了改進的蟻群算法搜索可行路徑得到航路點序列.梅杰等提出了利用方位角信息的移動機器人編隊控制方法,有效應對機器人之間相對位置信息難以精確測量的場景.伍益明等針對通信范圍有限的智能體群組編隊問題,提出了網絡攻擊下多智能體系統(tǒng)彈性均值趨同控制策略.王洪斌等針對多AUV編隊控制的模型參數不確定及未知海流干擾的問題提出了基于固定時間模糊干擾觀測器的事件觸發(fā)編隊控制方法.王常順等針對含有模型不確定性和未知外部擾動的車式移動機器人集群,提出了一種分布式協(xié)同編隊控制器.
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集群智能與協(xié)同控制是當前正在快速發(fā)展的前沿領域,也屬于典型的多學科交叉領域.本?？撐妮^系統(tǒng)地介紹了來自不同的行業(yè)的研究現狀,并提出了需要解決的關鍵問題.“他山之石,可以攻玉”,希望通過多學科交叉融合的方式促進本領域的發(fā)展和應用.感謝作者分享他們的研究成果;感謝審稿專家對投稿提出的建設性意見;感謝《控制理論與應用》編輯部成員,他們嚴謹、高效的工作使得?？妥x者及時見面.
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