分布式协同控制系统应用场景及对策9787513083294

王力强，北京大学硕士、博士；中垦基金副理事长、秘书长；2022年起，担任中国传感 信息中心理事会副理事长。“农业物联网 可追溯系统”奠基人之一、“国际农产品供应链Token系统”创始人、国际农事组织协调员。曾发表论文《基于VIE架构下的农牧渔场的大国战略均衡博弈》。

贾永楠，北京大学博士；北京科技大学自动化学院副教授、硕士生导师；中国系统仿真学会智能物联系统建模与仿真专业委员会副秘书长。主要研究方向包括水下机器人设计及运动控制，水下机器人集群，无人机集群，集群行为分析与优化。已发表SCI期刊论文10余篇，获得多项国家发明专利、实用新型专利授权，主持国家自然科学基金青年项目、博士后科学基金面上项目等纵向课题。

第1章 集群现象

1.1 自然界中的集群现象

1.2 人类社会中的集群现象

1.3 小结

1.4 参考文献

第2章 集群系统、集群智能与集群策略

2.1 集群系统

2.2 集群智能

2.3 集群策略与分布式协同

2.4 小结

第3章 分布式协同控制系统

3.1 多智能体系

3.2 多智能体的分布式协同

3.3 常用理论工具

3.4 共性关键技术

3.5 小结

3.6 参考文献

第4章 个体平等的分布式协同控制系统应用场景及对策

4.1 典型应用场景

4.2 对策研究

4.3 小结

4.4 参考文献

第5章 领导者速度恒定的分布式协同控制系统应用场景及对策

5.1 典型应用场景

5.2 对策研究

5.3 小结

5.4 参考文献

第6章 领导者速度可变的分布式协同控制系统应用场景及对策

6.1 典型应用场景

6.2 对策研究

6.3 小结

6.4 参考文献

第7章 考虑部分个体发生故障时的分布式协同控制系统应用场景及对策

7.1 典型应用场景

7.2 对策研究

7.3 小结

7.4 参考文献

第8章 分布式协同控制系统的优化对策

8.1 系统参数的优化

8.2 通信半径的优化

8.3 平等系统与不平等系统的对比

8.4 个体视角的优化

结语

第1章集群现象

集群现象在自然界和人类社会中普遍存在。

集群现象指的是自然种群在空间分布上往往形成或大或小的群，它是种群利用空间的一种形式。例如，许多海洋鱼类在产卵、觅食、越冬洄游时表现出明显的集群现象，鱼群的形状、大小因种而异。再如，密集人群中的舆情事件、同频鼓掌等现象也体现了集群的思想。经过多年的进化演变，位于食物链顶端的智慧生物——人类同样充分意识到需要通过合作，依靠集体的力量来获得竞争的优势。

从生态学的角度来看，采用集群策略能够为生物赢得生存空间。特别对于那些无法独自生存的生物来说，集群现象具有非常显著的生态学意义。第一，集群有利于个体交配与繁殖。第二，集群对种群内各个体间起到很大的互助作用，当鱼类遇到外来袭击者时，可立即结群进行防卫，往往只有离群的个体才被凶猛的袭击者所捕食。第三，群体的集群索饵也显示出有利的作用，当鱼群中一部分遇到较好的食物环境时，会停留在这个区域，其余部分也将以更快的速度围绕这一地区环游，以便都能获得较好的食物。采用同样策略的还有蚂蚁。第四，在群体运动时可形成有利于运动的动力学条件，比单独行动时的阻力低，游泳的效率最高。第五，集群可能改变环境的化学性质，已有研究表明，鱼类在集群条件下比个体生活时对有毒物质的抵御能力更强。此外，采用集群策略也会带来一些麻烦。例如，群体目标大，有造成大量被捕食的危险；群体内有争夺食物和疾病传播的风险；等等。

你是否曾在漫天的晚霞中驻足欣赏百万级规模的欧椋鸟群呼啸而过，变化着似童话般美好、似沙画般灵动的图案？你是否曾经幻化成一条自由的鱼儿在大海中遨游，为偶然看到的沙丁鱼群环绕成巨大的球体以抵抗鲨鱼的侵袭而伤感落泪？你是否会好奇如此壮观的大规模群体协同行为的背后，到底隐藏着怎样的奥秘？本章将为你层层揭开集群背后的故事。

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