[發明專利]基于模糊邏輯的智能群體編隊移動控制方法

有效

• 申請號: 202111156901.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113759935B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 黃慶東;杜昭強;李曉瑞
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞

本發明公開了一種基于模糊邏輯的智能群體編隊移動控制方法，解決了多智能體編隊群體運動振蕩，穩定較差，控制效率不高的技術問題?？傮w方案包括：智能群體的生成和集聚；構建智能群體的編隊；對智能體受力正交分解；引入耗散力對移動效率優化；引入保持力對穩定性優化；設置模糊控制器對智能群體編隊移動控制，實現群體跟隨移動控制。本發明引入耗散力和保持力對勢場力優化，減少了無效運動，提高了效率和穩定性；調整模糊控制器控制參數，使輸出與實際環境更匹配，智能體的適應性提高；各智能體可獨立處理數據和信息，群體中節點的損壞和離開對群體運動不產生影響；適用于多智能體的編隊移動控制。

技術領域

本發明屬于智能控制和人工智能技術領域，主要涉及多智能體的編隊移動控制，具體是一種基于模糊邏輯的智能群體編隊移動控制方法，用于攻防協同、巡邏搜索、群移群控、未知環境探險和軍事行動等。

背景技術

智能控制是一門以控制理論、計算機科學、人工智能、運籌學等學科為基礎的交叉學科。智能控制擴展了相關的理論和技術，其中應用較多的有模糊邏輯、神經網絡、專家系統、遺傳算法等理論，以及自適應控制、自組織控制和自學習控制等技術。智能控制主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。主要涉及不確定性的數學模型、高度的非線性和復雜的任務要求等問題的控制研究。隨著人工智能技術的發展，具有自我管理自我調節能力，能夠對外界刺激做出反應，能根據自身意圖進行交互，能積累或學習經驗和知識，去適應環境的智能體(Agent)作為人工智能領域中一個很重要的概念被提出。隨著智能控制方法和技術的發展，智能控制迅速走向各種專業領域，應用于各類復雜被控對象的控制問題，如工業過程控制系統、機器人系統、現代生產制造系統、交通控制系統等。而智能體則帶給智能控制一個更廣闊的應用領域和發展、挑戰空間。

多智能體系統(multi-agent system,MAS)是一種全新的分布式計算技術。自 20世紀70年代出現以來得到迅速發展，并成為國際上人工智能的前沿學科，研究的目的在于解決大型、復雜的現實問題，而解決這類問題已超出了單個智能體的能力。多智能體系統是由一系列相互作用的智能體構成，內部的各個智能體之間通過相互通信、合作、競爭等方式，完成單個智能體不能完成的，大量而又復雜的工作。多智能體系統的目標是讓若干個具備簡單智能卻便于管理控制的系統能通過相互協作實現復雜智能，使得在降低系統建模復雜性的同時，提高系統的魯棒性、可靠性、靈活性。多智能體系統的主要具有以下的特點：(1)自主性：在多智能體系統中，每個智能體都能管理自身的行為并做到自主的合作或者競爭。(2)容錯性：智能體可以共同形成合作的系統用以完成獨立或者共同的目標，如果某幾個智能體出現了故障，其他智能體將自主地適應新的環境并繼續工作，不會使整個系統陷入故障狀態。(3)靈活性和可擴展性：MAS系統本身采用分布式設計，智能體具有高內聚低耦合的特性，使得系統表現出極強的可擴展性。(4) 協作能力：多智能體系統是分布式系統，智能體之間可以通過合適的策略相互協作完成全局目標。

自然界中大量個體聚集時往往能夠形成協調、有序，甚至令人感到震撼的運動場景，比如天空中集體翱翔的龐大的鳥群、海洋中成群游動的魚群，陸地上合作捕獵的狼群。這些群體現象所表現出的分布、協調、自組織、穩定、智能涌現等特點，引起了生物學家的研究興趣。而后為了滿足工程需要，美國麻省理工學院的Minsky提出了智能體的概念，并且把生物界個體社會行為的概念引入到計算機學科領域。這時，生物學和計算機科學領域發生了交叉。所謂的智能體可以是相應的軟件程序，也可以是實物例如人、車輛、機器人、人造衛星。近些年來，由于生物學、計算機科學、人工智能、控制科學、社會學等多個學科交叉和滲透發展，多智能體系統越來越受到廣泛關注，已成為當前控制學科以及人工智能領域的研究熱點。