[发明专利]一种多智能体同步问题的优化方法

摘要

一种多智能体同步问题的优化方法，利用统计物理的方法获得含有噪音情况下系统最优同步性能的最佳角度限定值。提出了优化变量角度限定值，即多智能体在更新角度时，首先计算其邻居(包括自己)角度的平均值，然后计算该平均值与自己当前角度的差值，如果该差值小于该限定值，则旋转至该平均值，否则只能旋转至角度限定值。对于给定的噪音进行多次重复试验，可以获得该噪音下的不同角度限定值所对应的同步性能，进而选择出最优的同步性能，并得到所对应的角度限定值。本发明的方法根据实际系统中的噪音条件，设计并计算出该系统所需要的最优角度限定值，从而提高该系统的同步性能。

主权项

1.一种多智能体同步问题的优化方法，其特征在于，包括如下具体步骤：1)系统参数设置：根据系统情况，给定智能体个数N，系统区域大小L，移动速度v₀，影响半径R以及噪音幅值η；2)选定角度限定值θ_R，即优化参数；3)初始条件：N个自治的个体以相同的速率在L×L的平面上移动，在初始时刻，每个个体的横纵坐标都服从[0，L]均匀分布，且每个个体的方向都服从[0，2π)的均匀分布，记此时智能体i的位置为x_i(0)，角度为θ_i(0)；4)初步确定角度：在t时刻，以智能体i为圆心，R为半径画圆，圆内的智能体都是其邻居，计算其邻居包括自己的方向的平均值即eiθi‾(t)=eiΔθi(t)Σj∈Γi(t+1)eiθj(t)||Σj∈Γi(t+1)eiθj(t)||2,]]>其中Δθ_i∈[-η，η]为白噪音，为单位方向向量，Γ_i(t+1)为t+1时刻个体i的邻居集合；5)角度的最终确定：计算与θ_i(t)的角度差距，如果该角度差距小于限定值θ_R，则如果该角度差距大于限定值θ_R，则智能体i只能旋转到该限定值；6)智能体位置更新：每一个智能体沿着θ_i(t+1)的方向移动v₀的位移，即xi(t+1)=xi(t)+v0eiθi(t);]]>7)循环执行步骤4-6，直到系统中每一个智能体的方向的改变量的绝对值之和小于给定阈值ε，即系统的方向几乎都不再改变，并计算系统的平均动量Va=|Σi=1neiθi(t)/N|,]]>用以衡量系统的同步程度；8)多次重复执行步骤3-7，并对多次结果取平均值，可以得到θ_R对应的同步程度；9)改变不同的θ_R值，重复步骤2-8，可以得到不同的θ_R所对应的同步程度，进而可以得到该初始噪音设置下的最优θ_R，使得系统得到最佳的同步能力。