复杂环境下的多智能体系统一致性问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61004099
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    程龙
  • 依托单位：
    中国科学院自动化研究所
  • 学科分类：
    F0304.系统工程理论与技术
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

多智能体系统协调控制不但是当前控制理论界的研究热点，同时也具有极强的工程应用背景。其中多智能体系统一致性控制是其他各种协调问题的基础。当前对多智能体系统一致性控制的研究工作往往只考虑个体动力学简单的多智能体系统在理想通信环境中工作的情况。本项目以复杂环境下的多智能体系统一致性问题为研究内容，从智能体个体动力学和多智能体系统通信网络两方面入手，拟提出基于观测器/降维观测器的控制协议，解决具有一般线性个体动力学的多智能体系统一致性问题；拟提出基于鲁棒自适应方法的控制算法，解决个体动力学具有不确定性的多智能体系统一致性控制问题；拟分析系统通信信道在受到噪声污染情况下的多智能体系统一致性问题，以及构建在数字通信信道上的基于采样信息的多智能体系统的量化一致性问题。通过对本项目的研究，可以为多智能体系统方法的实际应用提供更深入的理论基础和技术支持，具有很强的现实意义。

结项摘要

青年科学基金项目分别从智能体动力学和网络通信约束两方面研究了多智能体系统在复杂环境下的一致性问题。在智能体动力学方面：研究了在固定/切换通信拓扑下的一般线性多智能体系统的一致性问题；给出了一般线性多智能体系统的快速有限时间协议、动态跟踪协议和包含控制协议；同时研究了切换通信拓扑下多Euler-Lagrangian智能体系统的一致性问题。在网络通信约束方面，本项目主要研究了通信噪声的影响。具体来说：研究了连续时间域二阶积分多智能体系统在固定通信拓扑下的均方平均一致性协议；在切换通信拓扑下，连续时间域二阶积分多智能体系统基于采样数据的均方/几乎必然平均一致性问题；以及在固定/Markovia切换通信拓扑下，一般线性多智能体系统的均方/几乎必然一致性问题和包含控制问题。建立了多移动机器人系统协调控制平台并验证了部分算法（位置汇聚、朝向一致、三角编队）。目前已发表/正式接收论文21篇，其中SCI论文14篇（在IEEE汇刊，Automatica上发表论文10篇）。授权国家发明专利2项，申请国家发明专利1项，授权国家软件著作权1项。项目负责人获得2013年度中国科学院“卢嘉锡青年人才奖”，2012年度入选北京市“科技新星计划”和中国科学院“青年创新促进会”，并担任三本SCI检索国际期刊的编委。项目负责人第一作者学术论文获得2013 年度“IEEE Transactions on Neural Networks Outstanding Paper Award”，并作为第五完成人获2013 年度北京市科学技术一等奖。综上所述，本项目较好地完成了预定研究目标，超额完成了项目计划书中的各项定量指标。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（7）
专利数量（0）
Swimming locomotion modeling for biomimetic underwater vehicle with two undulating long-fins
两个起伏长鳍仿生水下航行器游泳运动模型
  • DOI：
    10.1017/s0263574711001159
  • 发表时间：
    2011-11
  • 期刊：
    Robotica
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Shang, Liuji;Wang, Shuo;Tan, Min;Cheng, Long
  • 通讯作者：
    Cheng, Long
A Socially Inspired Framework for Human State Inference Using Expert Opinion Integration
使用专家意见整合进行人类状态推理的社会启发框架
  • DOI：
    10.1109/tmech.2011.2161094
  • 发表时间：
    2011-10-01
  • 期刊：
    IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Modi, Shrey;Lin, Yingzi;Zhang, W. J.
  • 通讯作者：
    Zhang, W. J.
Application of the redundant servomotor approach to design of path generator with dynamic performance improvement
冗余伺服电机方法在动态性能改进路径生成器设计中的应用
  • DOI：
    10.1016/j.mechmachtheory.2011.06.003
  • 发表时间：
    2011-11
  • 期刊：
    Mechanism and Machine Theory
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Z. Sun;B. Zhang;L. Cheng;W.J. Zhang
  • 通讯作者：
    W.J. Zhang
Tracking control of a closed-chain five-bar robot with two-degrees of freedom by integration of approximation-based approach and mechanical design
基于近似的方法和机械设计相结合的二自由度闭链五杆机器人的跟踪控制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics - Part B: Cybernetics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    L. Cheng;Z.-G. Hou;M. Tan;W.J. Zhang
  • 通讯作者：
    W.J. Zhang
Adaptive neural network tracking control of robot manipulators with prescribed performance
具有规定性能的机器人机械手的自适应神经网络跟踪控制
  • DOI：
    10.1177/0959651811398853
  • 发表时间：
    2011-09-01
  • 期刊：
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART I-JOURNAL OF SYSTEMS AND CONTROL ENGINEERING
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Xie, X-L;Hou, Z-G;Yu, H.
  • 通讯作者：
    Yu, H.

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其他文献

基于k-means和概率松弛算法桥梁图像病害监测
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  • 期刊：
    控制工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈晋音;郑海斌;程龙;赖尚峰
  • 通讯作者：
    赖尚峰
低周反复荷载作用下L形钢管混凝土柱有限元分析
  • DOI：
    10.13905/j.cnki.dwjz.2017.06.009
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    边亚东;程龙;赵毅;王亚楠
  • 通讯作者：
    王亚楠
东昆仑洪水河铁矿区狼牙山组千枚岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义
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    10.13278/j.cnki.jjuese.20170328
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    2018
  • 期刊：
    吉林大学学报(地球科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张强;丁清峰;宋凯;程龙
  • 通讯作者：
    程龙
基于直流侧电容最小化的无功补偿技术及其控制策略研究
  • DOI：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    程苗苗;郑月松;程龙;龚文兰;甘通
  • 通讯作者：
    甘通
基于三方向图的多尺度平滑指纹奇异点检测,华中科技大学学报(自然科学版)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    华中科技大学学报（自然科学版）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李海燕;程龙;宗容;陈建华
  • 通讯作者：
    陈建华

其他文献

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程龙的其他基金

机器人智能控制
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    400 万元
  • 项目类别：
    国家杰出青年科学基金
面向脑卒中患者的手部康复机器人关键技术研究
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面向脑组织切片自动收集装置的智能感知与控制方法研究
  • 批准号：
    61873268
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    66.0 万元
  • 项目类别：
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一般线性多智能体系统的协调控制及其在多机器人系统中的应用
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  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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  • 资助金额：
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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