多无人机协同探测快速目标的控制方法设计

针对无人机(unmannd aerial vehicle, UAV)对快速运动目标的协同探测问题, 设计了一种多UAV协同探测控制算法。首先假设每架UAV都携带相同的探测载荷, 根据载荷特性设计了针对快速运动目标的UAV协同探测队形。然后引入固定时间控制一致性协议到UAV载荷角度控制中, 控制载荷持续照射目标; 引入有限时间一致性协议到UAV编队控制中, 用以形成协同探测队形, 并通过二跳网络加快队形的收敛。通过将UAV队形控制与UAV载荷的角度控制相结合, 从而实现UAV对快速运动目标探测时间的最大化, 极大的延长了高速运动目标被发现的时间。最终通过理论分析和仿真实验证明了该控制算法的有效性。     

基于多元公共品演化博弈的无人集群合作演化机制

针对控制规则失效下的无人集群自主协同问题,提出了一种基于多元公共品演化博弈的无人集群合作演化机制。首先分析无人集群自主协同需求,在愿景驱动规则下,构建多元公共品演化博弈模型。在此基础上,理论推导出模型的平均丰度函数,并仿真计算成本、收益系数、愿景水平三类参数分别对平均丰度的影响。最后,结合案例研究参数变化对集群合作行为演化的作用机理,并给出合理化建议,为相关理论向实际应用转化提供有意义的探索。     

基于博弈和多智能体的汽车共享服务联盟协同策略研究

基于演化博弈和多智能体仿真,以加强联盟管理、提升联盟服务商合作积极性为目标,研究汽车共享服务联盟协同策略.从演化博弈视角设计综合考虑服务商自身与联盟内其他成员历史信息的学习规则,构建汽车共享服务联盟的多Agent仿真模型,研究收益、成本及惩罚等不同参数设置对服务商协同策略的影响.依据仿真实验结果提出了不同收益、成本和惩罚参数场景下加强联盟合作的策略,为汽车共享服务联盟的协同策略提供决策支持.     

基于水资源合作的水资源短缺区域水资源优化配置

为提高水资源短缺区域的水资源利用效率,实现区域水资源初始配置后的有效再配置,提出三阶段水资源短缺区域水资源优化配置方法：阶段1,利用高效的“优先规则”构建部门间水资源合作清晰联盟的用水收益支付函数,对联盟成员水资源共用、获益方式进行了合理刻画;阶段2,基于Choquet积分形式的模糊合作博弈、阶段1中的清晰联盟支付函数,构建部门间水资源模糊联盟支付函数;阶段3,基于上述成果,构建水资源短缺区域水资源优化配置模型,求解得到用水部门最优水资源合作联盟,并将求得的最优模糊联盟视为大联盟,通过求解其核仁解获得最优模糊联盟的收益分配。以京津冀区域水资源优化配置问题为例,算例结果表明：①基于Choquet积分形式模糊合作博弈的三阶段水资源优化配置模型能够最大化区域整体用水收益水平,实现水资源短缺区域中的水资源优化配置,并使区域中用水部门有机会分得更多的获益;②本文模型无需引入模糊Shapley值等分配方法作为约束条件即可求得最优联盟,模型不影响不同收益分配方法分配结果的有效性;③采用将最优模糊水资源合作联盟视为大联盟,并求联盟收益的核仁解的方法分配最优联盟收益,无论最优联盟的核心是否为空,都能保证联盟收益分配结果满足个体理性和集体理性要求,即能保证最优联盟中各成员不会“叛逃”最优联盟、联盟稳定存在,且保证获得的分配方案为确定分配值而非分配区间。即本问题中该分配方法优于Shapley值、模糊最小核、弱最小核方法。所构建的水资源短缺区域水资源优化配置模型及最优水资源合作联盟收益分配方法对水资源短缺区域的水资源优化配置问题有较好的适用性,能够为我国京津冀区域等水资源短缺区域的水资源优化配置工作提供参考。     

基于中继选择的星地协作传输系统性能分析

由于星地混合协作网络（hybrid satellite-terrestrial cooperative network,HSTCN）能显著提升卫星通信的服务质量,近年来受到了国内外学者的广泛关注,分析了基于中继选择的星地协作传输系统的性能。首先,在卫星和地面用户之间存在直达链路,并且所有中继节点在采用门限判断译码转发协议辅助卫星通信的情况下,得到用户端经过最大比合并后的输出信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）表达式。其次,针对卫星信道服从阴影莱斯分布,而地面信道服从Nakagami-m分布,推导出随机选择和最佳选择两种中继选择策略下系统的中断概率闭合表达式。接着,进一步得到高信噪比条件下中断概率的近似表达式,为分析各种参数对系统性能的影响提供了更加便捷的方法。最后,计算机仿真不仅验证了理论推导的正确性,而且定量分析了协作传输带来的好处,从而为HSTCN技术的实际应用提供理论依据。     

支付值为区间数的双矩阵博弈的二次规划求解方法

基于区间数集合IR上的不大于关系,给出支付值为区间数的双矩阵博弈的数学模型及其解的概念。先由区间数双矩阵博弈的混合策略均衡点存在的充要条件导出区间数双矩阵博弈的区间数二次规划解法,然后把区间数二次规划转化为一般二次规划．最后给出数值实例并利用lingo软件进行求解。     

D2D通信中基于帕累托占优的非合作博弈功率控制算法

D2D (device to device)通信系统中传统能效函数仅能捕获瞬时数据流量,而无法获取特定时间段内数据流量的能效。为此,本文将吞吐量和终端使用时间之积作为效用函数,以终端使用时间内的吞吐量最大化为目标,并将其建模为非合作功率控制博弈(non conperative power control game,NPG)问题并得到其纳什均衡解。然而,理论分析表明该纳什均衡解非帕累托有效,故而引入功率线性代价函数来改进效用函数。最后,为了得到帕累托占优解,应用超模博弈理论研究该纳什均衡解的特性,并设计出一个低复杂度的双层迭代最优价格均衡求解算法。理论分析和仿真结果表明所提算法不仅提升系统效用值和终端使用时间,还可以保持系统公平性。     

囚徒困境中基于非均匀连接的促合作控制设计

本文研究"囚徒困境"中促进合作演化的机制,设计"合作识别"和"背叛识别"两种控制形式,并分析合作在相应控制之下的演化路径问题.在合作识别控制设计中,通过将博弈群体分为合作者子群体和合作者与背叛者共存子群体,形成连接率依赖于个体策略的"非均匀连接",以保护合作的方式抑制背叛,促进合作演化;在背叛识别控制设计中,以惩罚背叛的方式鼓励合作.文章指出,合作识别控制设计能在合作率较低时促进合作,但不能使合作成为演化稳定策略(ESS);背叛识别控制设计能在合作率较高时使合作成为ESS,但是背叛总是该控制下的ESS.结合"合作识别"控制与"背叛识别"控制,本文设计一种切换控制,使得合作是"囚徒困境"博弈的唯一ESS.仿真给出不同要求下的控制律设计,分析不同切换选择对合作演化路径的影响.     

多基站协作通信系统的频偏补偿策略

在多基站协作通信系统中,为了获得空间分集或复用增益,协作基站同时同频向多个终端发送数据,而终端同时同频收到多个具有不同频偏的信号．基站或终端不能通过预补偿或后补偿方法独立解决多基站多用户频偏补偿问题．针对这一难题,本文提出基于最大可容忍剩余频偏的收发联合补偿策略．仿真结果表明：该策略虽然不能完全消除多基站多用户频偏,但可将其控制在可容忍范围内．     

基于嵌套网的对抗模拟模型

为了对多Agent系统中的交互流程、本体(Ontology)语言与通信协议的设计进行可视化的分析和优化,嵌套网(Nested Petri nets)作为建模工具被应用于多Agent系统。使用三层的嵌套网对基于多Agent的对抗模拟模型ISAAC(Irreducible Semi-Autonomous Adaptive Combat)进行层次化建模,其层次的划分为Agent的生存环境(战场)、Agent和Agent的内部推理机。通过实例充分说明了嵌套网表达多Agent系统的可行性与有效性,可以实现多层次、多角度的图形化多Agent系统,并探讨了复杂适应系统理论与嵌套网理论的适应性。