動的ゲーム理論に基づくマルチエージェントシステムのための合意制御の新展開

基于动态博弈论的多智能体系统共识控制新进展

基本信息

批准号：
18F18376
负责人：
向谷博明
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-11-09 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は, マルチエージェントシステムに対する合意形成制御の問題に基づいて，誘因型階層戦略であるインセンティブシュタッケルベルグゲーム理論に基づく安定性に関する条件導出を行った．まず，マルチエージェントシステムの合意形成制御の分野における重要な話題として，ドローンの協調制御への応用を考慮した．特に，局所的な位置・速度・加速度といった多変数状態値，及び時間遅れを伴う数理モデルの選定に関して，議論を行った．マルチエージェントシステムにおいて，状態値よりより現実的である出力値を基盤とした近傍の情報だけを使用する制御則によって同じ状態値に収束させることを目標とし，情報伝達の遅れを忠実に表現可能な大規模むだ時間系のシステムを選択することにした．さらに，天候の影響などシステムにおける確率ノイズとみなされる外乱を具体的にモデル化するために，伊藤の確率微分方程式に基づく確率システムの適用を行うことにした．後半では，むだ時間確率リアプノフの安定性理論を基盤として，インセンティブシュタッケルベルグゲーム理論の優位な特徴を考慮し，下位層では, 協力戦略であるパレート準最適性，もしくは非協力ゲームであるナッシュ均衡論による比較検討も行った．これらの提案された戦略の顕著な利点は，所望の均衡状態へ少ない遅延情報で誘引することができることである．さらに，戦略を数値計算によって求めることが容易な点である．後に，提案された戦略の有用性の比較検討を行うために，ドローンの協調制御の他に，幾つかの実際的工学的問題に対して，マルチエージェントシステムの合意形成制御戦略の適用を試みた．その結果，ある一定の条件を満足すれば，均衡状態に誘引することが可能であることが確認された．

今年，我们基于多智能体系统的共识控制问题，基于激励Stackelberg博弈论推导了稳定性条件，这是一种基于激励的分层策略。首先，我们将无人机协同控制的应用视为多智能体系统共识控制领域的一个重要课题。特别是，我们讨论了局部位置、速度和加速度等多元状态值，以及具有时滞的数学模型的选择。在多智能体系统中，目标是使用仅使用基于输出值的邻近信息的控制律收敛到相同的状态值，这比状态值更真实，并且可以忠实地表示信息传输中的延迟。选择具有大范围死区时间的系统。此外，我们决定应用基于伊藤随机微分方程的随机系统，以便对系统中被视为随机噪声的干扰（例如天气的影响）进行具体建模。后半部分，基于具有死区时间随机性的李亚普诺夫稳定性理论，我们考虑了激励Stackelberg博弈论的优越性，在下层我们考虑帕累托次优，这是一种合作策略，或者纳什均衡，这是一种非合作策略我们还根据理论进行了比较研究。这些提出的策略的一个显着优点是它们可以用更少的延迟信息诱导所需的平衡状态。此外，通过数值计算很容易确定策略。后来，为了比较所提出策略的实用性，我们尝试将多智能体系统的共识控制策略应用于除无人机协同控制之外的几个实际工程问题．结果证实，如果满足某些条件，则可以诱导平衡状态。