面向实际任务和约束的多智能体系统编队-包含智能集群控制

The multi-agent cooperative control system with strong robustness, high reliability and high safety is an important guarantee for the future multi-agent control theory to be successfully applied in practical engineering. However, most existing multi-agent basic cooperative control algorithms still cannot fulfill the requirements of many actual engineering tasks. Formation-containment control methods can meet the needs of many engineering tasks, as under certain conditions formation-containment control can be transformed into various types of basic cooperative control problems. Therefore, this research focuses on the practical tasks of multi-agent system formation–containment control problem, establish a complete formation-containment system program, which including the intelligent decision-making system tasks, motion trajectory intelligent planning, internal and external constraints limited analysis, and control algorithm design process. This project can not only provide a new method for the future development of multi-agent system theory in our country, but also extend to the field of practical engineering. It can be used for spacecraft formation flight control, UAV aerial joint operations and multi-missile coordinated saturation attack, which open up new ways, new ideas, new methods.

强鲁棒性、高可靠性、高安全性的多智能体协同控制系统是未来多智能体协同控制理论能够成功应用于实际工程的重要保障，然而已有的大多数多智能体基本协同控制算法尚不能完成众多实际工程任务的要求，而编队-包含集群模型和控制方法能够满足众多工程任务的需求，在特定条件下能够转化为各类基本协同控制问题。据此，本课题研究面向实际任务的多智能体系统编队-包含智能集群控制问题，建立完备的编队-包含系统整体运动方案，将系统任务智能决策、运动轨迹智能规划、内外部约束受限分析、编队-包含运动控制算法设计等过程紧密联系起来形成整体。本项目不仅可以为我国未来多智能体系统理论发展提供新方法，也可以扩展到实际的工程应用领域，为航天器组网编队飞行控制、无人机空中联合作战、多导弹协同饱和攻击等课题开辟新途径、新思路、新方法。

强鲁棒性、高可靠性、高安全性的多智能体协同控制系统是未来多智能体协同控制理论能够成功应用于实际工程的重要保障。然而已有的大多数多智能体基本协同控制算法尚不能完成众多实际工程任务的要求，而编队-包含集群模型和控制方法可以满足众多实际工程任务的需求，并能在特定条件下转化为各类基本的协同控制问题。本项目研究了面向实际工程任务的多智能体系统编队-包含智能集群控制问题，初步解决了分布式工作模式下的多智能体编队-包含控制、考虑智能体动力学受工程约束的多智能体系统的编队-包含控制、考虑系统外部环境受工程约束的多智能体系统的编队-包含控制、考虑多智能体避碰及智能体避障的编队-包含安全控制、速度测量约束条件下的双层编队控制、考虑多约束条件下的智能决策与轨迹规划、考虑队形变换的多智能体系统的运动控制、角度刚性应用于多智能体系统编队控制、考虑网络化微卫星的协同环航控制、基于事件触发的多智能体系统有限时间一致性控制等诸多方面的主要科学难题，构建了一套自主、可靠、精确、低耗、较为完备的多智能体系统集群控制系统框架体系，形成了一系列具有潜在工程应用价值的理论创新研究成果。围绕本项目发表SCI/EI检索学术论文50余篇，参加国际学术会议10余场，直接培养硕博士研究生10余人，其中2名项目组成员获批国家级人才称号，2名项目组成员获得职称晋升，6名项目组成员赴国外知名大学开展国家公派留学联合培养项目或直接攻读博士学位。总体而言，本项目取得的丰富的研究成果不仅可以为我国未来多智能体系统理论发展提供新方法，还能够为我国未来的航天器编队飞行、无人机集群作战、多导弹协同攻击等实际工程应用领域提供重要参考。