“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(yīng)用 2021年7期
當(dāng)前集群智能(swarm intelligence)與協(xié)同控制(cooperative control)理論與技術(shù)蓬勃發(fā)展,也是新一代人工智能的重要研究領(lǐng)域.集群智能涉及群智涌現(xiàn)機(jī)理機(jī)制、動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)、協(xié)同感知定位、協(xié)同決策規(guī)劃、協(xié)同制導(dǎo)控制、試驗(yàn)驗(yàn)證與綜合效能評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù).協(xié)同控制可為集群智能涌現(xiàn)提供有利的時(shí)空協(xié)調(diào)保障,是集群智能涌現(xiàn)的核心關(guān)鍵技術(shù)和制高點(diǎn)技術(shù).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(dǎo)航制導(dǎo)與控制、通信與探測(cè)等多個(gè)學(xué)科的理論與技術(shù),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(yīng)用,其理論與方法可相互借鑒.本?？P(guān)注集群智能與協(xié)同控制的理論研究進(jìn)展與應(yīng)用成果,共錄用25篇論文,包括綜述論文1篇,基礎(chǔ)理論與算法相關(guān)論文6篇,工程應(yīng)用相關(guān)論文18篇,其中航天器、無人機(jī)、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(duì)協(xié)同駕駛進(jìn)行綜述,并分析了協(xié)同駕駛和集群機(jī)器人的區(qū)別.李宗剛等針對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用中大量存在的測(cè)量限制情形研究了存在測(cè)量限制影響的連續(xù)線性多智能體系統(tǒng)基于迭代學(xué)習(xí)方法的輸出一致性問題.在集群智能與協(xié)同控制基礎(chǔ)理論與算法方面,劉忠信等針對(duì)模型未知的一類離散時(shí)間多智能體系統(tǒng)提出了一種Q-learning方法實(shí)現(xiàn)多智能體系統(tǒng)的一致性控制,并針對(duì)一類同時(shí)帶有執(zhí)行器故障、未知非線性動(dòng)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(yīng)容錯(cuò)控制方案.馬丹等在固定無向拓?fù)湎?對(duì)一類二階非線性多智能體系統(tǒng)的分布式優(yōu)化問題進(jìn)行了研究.朱波等以3–DOF直升機(jī)模型為例研究了多運(yùn)動(dòng)體系統(tǒng)在同時(shí)受內(nèi)外擾動(dòng)影響下跟隨者的魯棒跟蹤控制問題.劉燁等針對(duì)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(lǐng)導(dǎo)者–跟隨者的分布式輸出反饋漸近一致自適應(yīng)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(duì)通信拓?fù)淝袚Q下異質(zhì)非線性車輛隊(duì)列系統(tǒng)協(xié)同控制問題提出了一種能夠保證車輛隊(duì)列穩(wěn)定和弦穩(wěn)定的分布式模型預(yù)測(cè)控制策略.王俊偉等針對(duì)水面無人艇提出了基于領(lǐng)導(dǎo)–跟隨–錨的協(xié)同控制算法,實(shí)現(xiàn)其對(duì)羽流邊界的動(dòng)態(tài)合圍與實(shí)時(shí)跟蹤.方一鳴等針對(duì)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(shè)計(jì)了一種基于干擾觀測(cè)器的分布式協(xié)同supper-twisting滑?？刂破?劉海明等針對(duì)未知復(fù)雜環(huán)境下具有感知范圍限制的群機(jī)器人自主圍捕任務(wù)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(duì)通訊受限條件下大規(guī)模移動(dòng)機(jī)器人編隊(duì)任務(wù)提出了基于行為的分布式多機(jī)器人線形編隊(duì)控制和避障算法.王洪民等針對(duì)多無人機(jī)協(xié)同搜索追蹤區(qū)域內(nèi)多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)問題,提出了以垂線搜索為基礎(chǔ)的多無人機(jī)協(xié)同搜索追蹤策略.屈小媚等提出利用車載自組織網(wǎng)絡(luò)中的V2V通信進(jìn)行車輛分布式協(xié)同定位的問題.敖邦乾等針對(duì)水面無人艇的路徑規(guī)劃問題提出了改進(jìn)的蟻群算法搜索可行路徑得到航路點(diǎn)序列.梅杰等提出了利用方位角信息的移動(dòng)機(jī)器人編隊(duì)控制方法,有效應(yīng)對(duì)機(jī)器人之間相對(duì)位置信息難以精確測(cè)量的場景.伍益明等針對(duì)通信范圍有限的智能體群組編隊(duì)問題,提出了網(wǎng)絡(luò)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(duì)多AUV編隊(duì)控制的模型參數(shù)不確定及未知海流干擾的問題提出了基于固定時(shí)間模糊干擾觀測(cè)器的事件觸發(fā)編隊(duì)控制方法.王常順等針對(duì)含有模型不確定性和未知外部擾動(dòng)的車式移動(dòng)機(jī)器人集群,提出了一種分布式協(xié)同編隊(duì)控制器.
在分布式能源與電力方面,曾君等基于狀態(tài)勢(shì)博弈理論提出了一種完全分布式的協(xié)同優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)了分布式儲(chǔ)能有效匯聚參與電網(wǎng)一次調(diào)頻.張聰?shù)柔槍?duì)風(fēng)電的不確定性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行造成影響的問題提出了一種基于改進(jìn)均衡協(xié)調(diào)算法的多目標(biāo)區(qū)間儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法.竇春霞等提出了一種分布式有功–電壓調(diào)控策略,可維持孤島交流微電網(wǎng)群中各微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定并實(shí)現(xiàn)有功功率經(jīng)濟(jì)分配.趙安軍等將交替方向乘子法引入冷水機(jī)組負(fù)荷分配群智能優(yōu)化問題中,并建立了一種雙層分布式計(jì)算框架的冷水機(jī)組負(fù)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(wǎng)系統(tǒng)分布式二次控制的穩(wěn)定性分析方法,實(shí)現(xiàn)了微網(wǎng)系統(tǒng)的電壓調(diào)控和電流分配.朱俊威等針對(duì)一類具有執(zhí)行器、傳感器故障的多伺服電機(jī)控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的多伺服電機(jī)智能化協(xié)調(diào)容錯(cuò)軌跡跟蹤控制系統(tǒng).
集群智能與協(xié)同控制是當(dāng)前正在快速發(fā)展的前沿領(lǐng)域,也屬于典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域.本?？撐妮^系統(tǒng)地介紹了來自不同的行業(yè)的研究現(xiàn)狀,并提出了需要解決的關(guān)鍵問題.“他山之石,可以攻玉”,希望通過多學(xué)科交叉融合的方式促進(jìn)本領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用.感謝作者分享他們的研究成果;感謝審稿專家對(duì)投稿提出的建設(shè)性意見;感謝《控制理論與應(yīng)用》編輯部成員,他們嚴(yán)謹(jǐn)、高效的工作使得專刊和讀者及時(shí)見面.
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在分布式能源與電力方面,曾君等基于狀態(tài)勢(shì)博弈理論提出了一種完全分布式的協(xié)同優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)了分布式儲(chǔ)能有效匯聚參與電網(wǎng)一次調(diào)頻.張聰?shù)柔槍?duì)風(fēng)電的不確定性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行造成影響的問題提出了一種基于改進(jìn)均衡協(xié)調(diào)算法的多目標(biāo)區(qū)間儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法.竇春霞等提出了一種分布式有功–電壓調(diào)控策略,可維持孤島交流微電網(wǎng)群中各微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定并實(shí)現(xiàn)有功功率經(jīng)濟(jì)分配.趙安軍等將交替方向乘子法引入冷水機(jī)組負(fù)荷分配群智能優(yōu)化問題中,并建立了一種雙層分布式計(jì)算框架的冷水機(jī)組負(fù)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(wǎng)系統(tǒng)分布式二次控制的穩(wěn)定性分析方法,實(shí)現(xiàn)了微網(wǎng)系統(tǒng)的電壓調(diào)控和電流分配.朱俊威等針對(duì)一類具有執(zhí)行器、傳感器故障的多伺服電機(jī)控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的多伺服電機(jī)智能化協(xié)調(diào)容錯(cuò)軌跡跟蹤控制系統(tǒng).
集群智能與協(xié)同控制是當(dāng)前正在快速發(fā)展的前沿領(lǐng)域,也屬于典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域.本?？撐妮^系統(tǒng)地介紹了來自不同的行業(yè)的研究現(xiàn)狀,并提出了需要解決的關(guān)鍵問題.“他山之石,可以攻玉”,希望通過多學(xué)科交叉融合的方式促進(jìn)本領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用.感謝作者分享他們的研究成果;感謝審稿專家對(duì)投稿提出的建設(shè)性意見;感謝《控制理論與應(yīng)用》編輯部成員,他們嚴(yán)謹(jǐn)、高效的工作使得專刊和讀者及時(shí)見面.
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