【摘 要】
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生物种群中存在着令人震撼的运动场景,如欧洲椋鸟的“空中芭蕾”、海洋鱼群的聚集洄游等.科学家们从理论建模角度来理解和解释生物群集行为,积累了丰富的研究成果并已广泛应用于无人机编队以及无人机集群作战等群体智能系统中.在实践过程中,一些现实问题值得思考,比如,群体内部避碰、时间延迟的影响以及具有领导群体的一致性问题等.本文围绕上述问题开展如下几个工作:1.针对多粒子群行为演化过程中免碰撞集群问题,研究了
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生物种群中存在着令人震撼的运动场景,如欧洲椋鸟的“空中芭蕾”、海洋鱼群的聚集洄游等.科学家们从理论建模角度来理解和解释生物群集行为,积累了丰富的研究成果并已广泛应用于无人机编队以及无人机集群作战等群体智能系统中.在实践过程中,一些现实问题值得思考,比如,群体内部避碰、时间延迟的影响以及具有领导群体的一致性问题等.本文围绕上述问题开展如下几个工作:1.针对多粒子群行为演化过程中免碰撞集群问题,研究了一类具有外力和奇异影响函数的群体智能模型,给出了群体渐近收敛形成集群以及任意两个粒子不会发生碰撞的条件,得到了该群体能够同时实现集群行为和免碰撞行为的结论.2.针对时间延迟对多粒子群行为演化影响,引入了测量时滞的概念,研究了一类具有测量时滞的集群模型,建立了与时滞有关的渐近集群条件,得到了时滞的控制范围、集群半径以及渐近集群速度的解析表达式.以双粒子系统为例,证明了系统集群行为的形成与时滞大小有关.3.针对时滞系统免碰撞集群问题,构建了刻画时变测量时滞群体智能系统免碰撞行为的一般模型,得到时滞系统免碰撞行为和渐近集群行为可同时实现的结论.4.针对具有主从结构的多粒子群固定时间一致性问题,完成了该系统固定时间一致性分析,得到每个随从能够在固定时间内实现与领导行为同步的结论.
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