Введение
1 Постановка задачи, управление движением строя автономных агентов в случае управления по скорости 19
1.1 Основные определения 19
1.1.1 Общие понятия и класс допустимых управлений 19
1.1.2 Геометрическая структура строя 23
1.1.3 Виртуальные лидеры 24
1.1.4 Формализация постановки задачи 25
1.2 Правило управления 26
1.2.1 Основные идеи предлагаемого закона управления 26
1.2.2 Правило расчёта положения виртуальных лидеров 27
1.2.3 Итоговое правило управления 29
1.2.4 Формулировка правила управления в матричной форме 30
1.2.5 Процедура расчёта коэффициентов приоритета виртуальных лидеров для агента 32
1.3 Анализ правила управления 34
1.3.1 Формальное обоснование применимости правила управления по скорости 34
2 Дискретизация задачи, разработка среды моделирования 40
2.1 Выбор способа апробации разработанных правил управления мультиагентной системой 40
2.2 Основные принципы разработки среды моделирования
2.2.1 Разработка среды моделирования 42
2.2.2 Процедура внедрения новых алгоритмов в среду моделирования 43
2.2.3 Архитектура классов программы моделирования 44
2.3 Переход к дискретной модели 47
2.3.1 Правило управления в дискретной форме 47
2.3.2 Алгоритм управления 47
2.4 Результаты моделирования 48
2.4.1 Ключевые параметры оценки эффективности алгоритма управления мультиагентной системой 48
2.4.2 Зависимость эффективности управления от параметров управления 49
2.4.3 Взаимодействие различных групп связности 2.4.4 Переключение текущей целевой точки 53
2.4.5 Моделирование внештатных ситуаций 54
3 Модификации правила управления и исследование правила управления при вводе в модель ошибок изменения и шумов 57
3.1 Огибание препятствий 57
3.1.1 Основные определения и модель препятствия 57
3.1.2 Модификация правила управления для огибания препятствий 59
3.1.3 Результаты моделирования для одиночных неподвижных препятствий среднего размера 61
3.1.4 Результаты моделирования для одиночных неподвижных препятствий малого размера 63
3.1.5 Обобщение результатов на случаи огибания нескольких препятствий средних и малых размеров 64
3.1.6 Огибание движущихся препяствий малого и среднего размера
3.2 Избежание коллизий между агентами 68
3.3 Результаты модификации правила управления для избежания коллизий между агентами и огибания препятствий 70
3.4 Ошибки измерения и шумы
3.4.1 Математическая модель ошибок измерений и шумов 71
3.4.2 Моделирование и анализ работы алгоритма в случае введения ошибок измерений и шумов 72
3.4.3 Итоги анализа работоспособности алгоритма при наличии ошибок измерений и шумов 76
3.5 Фиксированная структура строя 77
3.5.1 Количество агентов меньше числа точек целевой геометрической структуры 78
3.5.2 Количество агентов больше числа точек целевой геометрической структуры 81
3.5.3 Переходы между фиксированной и динамической ЦГС 83
4 Управление строем автономных агентов в случае управления по ускорению 86
4.1 Модель динамики агента с учётом ускорения и правило управления по ускорению 86
4.1.1 Ограничения и допустимый класс управлений 86
4.1.2 Адаптация разработанных принципов управления к управлению по ускорению 87
4.1.3 Дискретизация правила управления в случае управления по ускорению и моделирование 88
4.1.4 Анализ результатов моделирования 89
4.1.5 Лидер в прямом преследовании 91
4.2 Сравнение двух реализаций управления по ускорению
4.2.1 Методика проведения исследования при помощи моделирования 94
4.2.2 Результаты анализа немодифицированного управления по ускорению 95
4.2.3 Результаты анализа модифицированного управления по ускорению и сравнение с немодифицированным 98
4.3 Модификация базового алгоритма управления по ускорению для огибания препятствий и избежания коллизий 99
4.3.1 Огибание препятствий разного размера 99
4.3.2 Избежание коллизий между агентами при управлении по ускорению 103
4.3.3 Огибание движущихся препятствий малого и среднего размера при управлении по ускорению 103
4.4 Анализ немодифицированного управления по ускорению в условиях наличия шумов и ошибок измерения 105
4.4.1 Исследование помехоустойчивости управления по ускорению при помощи компьютерного моделирования 105
4.4.2 Сравнительный анализ помехоустойчивости управления по скорости и по ускорению 109
Заключение 112
Список рисунков
