科创中国
一种多智能体多任务控制方法及其应用的框架
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-30 15:50:32
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-08 15:55:00
本发明适用多智能体控制技术领域，提供了一种多智能体多任务控制方法；该方法提供了统一的框架，如可拓展一致性协议，用于描述多智能体多任务；同时基于图论空间拓扑结构的局部交互可变性和一致性协议的空间状态抽象特性提出了一个新的多智能体多任务一致性控制机制；利用李雅普诺夫稳定性判据，证明了多智能体多任务一致性控制框架的稳定性，提供了系统控制稳定性的理论证明，系统稳定的控制条件。同时给出了稳定性的充分条件和控制误差，增强了理论根基；应用该控制方法的控制框架也具有相同的技术效果。
一种多智能体多任务控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
S1.根据图论中空间拓扑结构的特性，利用图的节点表示智能体，利用图的拓扑结构表示多个所述智能体之间的邻域交互关系，构建基于图的多智能体系统；
S2.利用多任务的状态描述所述智能体在空间维度上的统一特性，构建一致性期望方程；
S3.将图论中的空间拓扑结构和分布式控制器结合，构建多个智能体在多任务情况下的一致性控制机制，推导多智能体系统的误差方程；
S4.运用李雅普诺夫稳定性判据对基于图论的分布式控制器的稳定性进行证明。
协作机器人 ：在工厂生产线上，多个机器人协作完成不同的任务，比如装配、搬运、检查等。
自动驾驶车辆 ：多辆车辆协同工作，实现车队协同驾驶、路径规划和交通流控制。
智能交通系统 ：交通信号、车辆和行人协同工作，优化交通流、减少拥堵并增加安全性。
无人机航行 ：多架无人机在空中协同飞行，执行搜索救援、巡航监控、灾害评估等任务。
智能家居 ：多个智能设备（如智能灯具、智能音响、智能摄像头）协同工作，提供自动化的家居体验。
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环境建模 ：
- 状态空间建模 ：定义整个系统中每个智能体的状态空间，包括位置、速度、方向等。
- 任务空间建模 ：确定系统需要完成的不同任务，可能是目标追踪、资源共享、环境探索等。
多智能体协作与通信 ：
- 通信协议 ：设计智能体之间的通信方式，以便共享信息、协调行动和任务分配。
- 协作策略 ：制定智能体之间的协作策略，使它们能够共同完成任务，避免冲突或重复工作。
多任务学习与规划 ：
- 任务规划 ：为每个智能体制定任务规划，考虑任务优先级、资源分配等因素。
- 多任务学习 ：设计适应多任务环境的学习算法，以便智能体能够同时学习并执行多个任务。
决策与执行 ：
- 联合决策 ：智能体根据环境和任务状态做出决策，考虑其他智能体的行动和任务要求。
- 并行执行 ：执行设计的任务并协作完成，实现多智能体多任务控制的目标。
技术转让
多智能体多任务控制方法指的是在一个系统中同时控制多个智能体完成多个任务的方法。这种方法经常用于协作机器人、分布式系统、自动驾驶车辆等领域。这种框架可以利用多智能体的协作和学习能力，使系统能够更有效地完成多个任务
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