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多智能体系统一致性问题概述

2020-03-22 44页 ppt 7MB 3阅读

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不系舟红枫

从教近30年,经验丰富,教学水平较高

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多智能体系统一致性问题概述
多智能体系统一致性问概述多智能体一致性问题概述多智能体协作的动机一致性问题的描述图论基础一致性问题的建模、通信拓扑、一阶、二阶、高阶多智能体系统一致性多智能体协作的动机鱼群的群体协调性鱼群迁徙集体觅食躲避天敌多智能体协作的动机鸟群的群体协调性候鸟迁徙集体扑食吓跑敌人多智能体协作的动机工程应用焊装机器人协同工作机器人足球多智能体协作的动机社会生活交通控制企业行为供电控制多智能体协作的动机智能体特点: 信息处理和执行能力有限 传感和通信能力有限 分布式一致性问题的描述一致性问题是多智能体系统协作控制中的典型问题之一,实际上也是根本性问题。 聚集问题 同步现象 集群运动一致性问题一致性问题的描述Boid模型:Vicsek模型:一致性问题的描述一致性问题的描述Vicsek模型:密度较大噪声较小有序运动一致性问题的建模 智能体动态模型 信息拓扑结构建模线性、非线性连续、离散低阶、高阶时变、时不变同构、异构智能体动态模型时变系统模型:时不变系统模型:智能体动态模型同构系统模型:异构系统模型:低阶系统模型:高阶系统模型:一阶二阶高阶一致性问题的建模 智能体动态模型 信息拓扑结构有向、无向固定、时变图论基础多智能体网络有向图智能体顶点通信边图论基础有向加权图或有向图::代表图的n个顶点;:由节点对组成的边集合;:如果存在从第i个顶点到第j个顶点的信息流,则该节点对有连边;:邻接矩阵,表示节点与边的关系。123456图论基础顶点集合:边集合:123456顶点的邻居集图论基础邻接矩阵:加权邻接矩阵:123456图论基础度矩阵:其中,,图的Laplacian矩阵:图论基础1432图论基础Laplacian矩阵的部分性质: 0是Laplacian矩阵的特征值,1=[1,1,…,1]T为属于特征值0的右特征向量; 假定有向图的阶数为,Laplacian矩阵为,如果是强连通的,那么有 如果是连通的且对称,那么是对称的、半正定的,并且所有的特征值都是实数且非负,可以写成图论基础强连通图连通图任意2个不同的结点间都存在1条有向路径任意2个不同的结点间都存在1条路径图论基础有向生成树165432信息拓扑结构123456123456有向拓扑无向拓扑123561235612356切换拓扑一致性问题的设计 信息拓扑结构(可设计) 控制协议线性、非线性同步、异步控制协议设计通用一致性协议:设计,得到期望的动态设计,可以达到状态一致和一定的收敛速度。一阶一致性(1)连续时间系统一阶数学模型:(1)一致性协议:(2)判据:存在有向生成树共同状态:无向连通图或强连通平衡图时,实现平均一致性:一阶一致性(2)离散时间系统(3)一致性协议:(4) 判据: 固定无向连通拓扑结构情况下,高阶一致性考虑智能体具有状态方程:(11)或(12)对方程(11)用状态反馈: 对方程(12)用状态反馈:政策倾向和趋势新型智慧城市产生的原因新型智慧城市与传统相比”新“在何处?新型智慧城市建设的”六个一“工程新型智慧城市的建设行动目标新型智慧城市的评价指标*自2008年IBM提出“智慧地球”的概念以来,建设智慧城市,以应对城镇化发展过程中带来的人口增长、环境污染、交通拥堵等各类“城市病”,促进城市健康、安全和可持续发展,已经成为全球城市发展的共同诉求和大势所趋。据统计,截至2016年6月,全国95%的副省级以上城市、超过76%的地级城市,超过500座城市,明确提出或正在建设智慧城市,我国已经成为世界智慧城市建设的“试验场”。*从“智慧城市”到“新型智慧城市”我国首次提到智慧城市是2012年1月颁布的《国务院关于印发工业转型升级规划(2011-2015年)的通知》,该通知从推进物联网应用的角度,明确了智慧城市的应用领域。2014年3月,中共中央、国务院印发《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》,提出利用大数据、云计算、物联网等新一代信息技术,推动智慧城市发展,首次把智慧城市建设引入国家战略规划,并提出到2020年,建成一批特色鲜明的智慧城市。2014年8月,经国务院同意,国家发展改革委等八部委联合印发了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》。*从“智慧城市”到“新型智慧城市”2015年,新型智慧城市被首次写入政府工作;2016年,国家“十三五”规划纲要明确提出“建设一批新型示范性智慧城市”。同时相关部门提出在“十三五”时期,将有针对性地组织100个城市开展新型智慧城市“试点”,同时开展智慧城市建设效果评价工作。2016年10月,习近平在政治局集体学习中强调“以推行电子政务、建设新型智慧城市等为抓手,以数据集中和共享为途径,建设全国一体化的国家大数据中心,推进技术融合、业务融合、数据融合,实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理和服务。”进一步对我国新型智慧城市的建设和发展提出了要求。*为什么要提出“新型智慧城市”传统的智慧城市建设侧重于技术和管理,忽视了“技术”与“人”的互动、“信息化”与“城市有机整体”的协调,导致了“信息烟囱”“数据孤岛”,重技术轻应用、重投入轻实效,公共数据难以互联互通,市民感知度较差等问题。*智慧城市从1.02.0的演进*关键在于打通传统智慧城市的各类信息和数据孤岛,实现城市各类数据的采集、共享和利用,建立统一的城市大数据运营平台。*新型智慧城市是一个复杂的系统,需要遵循体系建设规律,运用系统工程方法,构建开放的体系架构;通过“强化共用、整合通用、开放应用”的思想,指导各类新型智慧城市的建设和发展。为了实现城市的精确感知、信息系统的互联互通和惠民服务的无处不在,要构建一张天地一体化的城市信息服务栅格网,夯实新型智慧城市建设的基础。为有效管理城市基础信息资源,提高系统的使用效率,要构建一个通用功能平台,实现各类信息资源的调度管理和服务化封装,进而支撑城市管理与公共服务的智慧化。海量数据是新型智慧城市的特有产物,要建立一个开放共享的数据体系,通过对数据的规范整编和融合共用,实现并形成数据的“总和”,进而有效提高决策支持数据的生产与运用,进一步提升城市治理的科学性和智能化水平。为更好对城市的市政设施、公共安全、生态环境、宏观经济、民生民意等状况有效掌握和管理,需要构建新型智慧城市统一的运行中心,实现城市资源的汇聚共享和跨部门的协调联动。化是新型智慧城市规范、有序、健康发展的重要保证,需要通过政府主导,结合各城市特色,分类规划建设内容及核心要素,建立健全涵盖“建设、改革、评价”三方面内容的标准体系。**客观指标自选指标主观指标主观指标自选指标*中国电科华为 提出“六个一”的思路:“一个开放的体系架构、一个共性基础网、一个通用功能平台、一个数据体系、一个高效的运行中心、一套统一的标准体系”; 与国内外19家企业和3所高校共同发起成立“新型智慧城市”建设企业联盟。*THANKS谢谢聆听*************
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