分布式协同控制系统应用场景及对策

　　建设科技强国，是全面建设社会主义现代化强国的重要战略支撑，是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分。复杂性科学是当代科学发展的前沿领域之一，而分布式协同控制系统是复杂性科学的分支。2017年7月，分布式协同控制系统被国务院《新一代人工智能发展规划》列为八大基础理论问题之一，被认为是当前控制研究的一个重要转变。 本书为国家自然科学基金青年项目“有人机无人机集群的三维协同控制研究”的重要成果之一。全书从集群行为的基本原理入手，结合分布式协同控制系统的典型应用场景，向读者一一展开分布式协同控制系统背后的科学依据和设计原则。全书分为八章，章为绪论。本章主要介绍分布式协同控制系统的由来、研究背景、研究意义以及典型应用场景。第二章为分布式协同控制系统的理论基础。本章主要从数学角度形式化描述分布式协同控制问题，围绕分布式协同控制系统的关键技术展开介绍，后给出分布式协同控制系统的评价指标。第三章为分布式系统控制系统典型应用场景的介绍以及背后所涉及关键技术分析。第四章梳理一类可归纳为个体平等的分布式协同控制系统的应用场景，并给出其解决对策。第五章梳理一类可归纳为带有恒定速度领导者的分布式协同控制系统的应用场景，并给出其解决对策。第六章梳理一类可归纳为领导者速度可变的分布式协同控制系统的应用场景，并给出其解决对策。第七章考虑毁伤条件下的分布式协同控制系统的应用场景，并给出其解决对策。第八章则侧重于介绍分布式协同控制系统的优化对策，结合自然界群居动物的集群行为灵感，从收敛稳定性、收敛速度等方面展开探讨。

　　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