Разработка методов группового управления на основе эволюционных алгоритмов многокритериальной оптимизации

• Автор: Моледу Монрой Маурисио Филипе
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 172 с.

Содержание
Содержание.
Введение.

Глава 1. Обоснование актуальности работы и постановка задач исследования

1.1.Введени е.

1.2. Стратегии группового управления

1.3.Формальная постановка задачи группового управления роботами

1.3.1.Задача управления одиночным роботом.

1.3.2.3адача управления группой роботов.

1.4.Метод коллективного управления группой роботов

1.4.1 .Стратегии группового управления

1.5. Многокритериальной характер задачи группового управления роботами
1.5.1 .Формулировка задачи векторной оптимизации
1.5.2.Паретооптимальност ь.
1.5.3.Множество и фронт Парето
1.5.4.Концепция доминирования по Парето.
1 .б.Коопсрации агентов.
1.6.1 .Задача о сделках или задача о переговорах
1.6.2.Переговоры в качестве распределенного поиска
1.6.3.Преимущества генетических алгоритмов
1.7.Выводы
Глава 2. Эволюционные алгоритмы в задачах многокритериальной оптимизации коллективного поведения объектов
управления
2.1 .Эволюционные вычисления.
2.1.1 .Алгоритм планирования.
2.1.2.Фитнесассигновани е.
2.1.3.Сохранение разнообразия
2.1.4.Элитизм
2.2.Существующие эволюционные алгоритмы решения
многокритериальных задач.
2.2.1.Метод V V v i i
2.2.2.Метод i iiv i i.
2.2.3.Метод i i i.
2.2.4.Метод vi i
2.3.Принципы стайного управления в группе роботов
2.4.3адача коллективного распределения целей.
2.5.Предлагаемый эволюционный алгоритм многокритериальной оптимизации в группе роботов.
2.6.Вывод ы
Глава 3. Применения параллельных эволюционных алгоритмов в задачах многокритериальной оптимизации коллективного поведения объектов управления
3.1. Введение
3.2. пМКЭА Мотивация и проблемы
3.3. Главныйподчиненный пМКЭА модели
3.4. Островная модель пМКЭА
3.4.1. Вопросы осуществления метода Островов.
3.5. Формулировка задачи коллективного управления в группе роботов.
3.6. Вычислительные эксперименты параллельного эволюционного алгоритма многокритериальной оптимизации в группе роботов.
3.7. Выводы
Глава 4. Анализ результатов применения эволюционных алгоритмов в задачах многокритериальной оптимизации коллективного поведения агентов
4.1.Показатели качества эволюционных алгоритмов
многокритериальной оптимизации.
4.1.1 Показатель качества вклада
4.1.2 Показатель качества энтропии
4.1.3 Показатель качества расстояния поколений СТО
4.1.4 Показатель качества расстояния
4.1.5 Показатель качества покрытия
4.1.7 Показатель качества размер доминирующего пространства
4.1.6 Показатель качества разницы покрытия
4.2 Сравнительный анализ алгоритмов коллективного распределения целей.
4.3 Выводы.
Заключение.
Список литературы


Сложные задачи управления характеризуются следующими трудностями [1]. Не сразу понятно, как решить проблему управления. Первоначально трудно получить четкий общий обзор всех актуальных аспектов этой проблемы. Сложные задачи управления являются более всеобъемлющими, чем простая проблема управления. Одной из целей исследований является описание теории, которая дает лучшее понимание аспектов разработки решения для сложных задач управления. Указанные субъективные свойства, однако, не являются надлежащей основой для теоретической базы. Следовательно, необходима друг ая модель сложных задач управления. Согласно [2] одной из основных трудностей в дизайне системы управления является сравнение больших нечетких реальных проблем (например, сложных задач управления) с простыми определенными четкими проблемами теории управления. Одним из способов решения этой трудной задачи является определение сложной задачи управления, как множество частичных четких определенных задач управления. Решение сложных задач управления требует выявления частичных проблем управления, решая их с помощью теории управления, тогда отдельно получаются частичные решения. Характеристики сложной задачи управления, как набора частичных проблем управления, обеспечивают основу для разработки дизайна решения сложных задач управления. Стратегия решения сложных задач управления, которая разбивает задачу управления на подзадачи, называется "разделяй и властвуй" подход [3]. Решение проблемы определенных частичных задач управления. Интеграция частичных решений в общее решение. Хотя эта стратегия обычно используется для решения сложных задач управления, но были разработаны мало теорий, которые поддерживают эту стратегию. Она имеет статус эвристического метода, а не метода структурированного дизайна. Традиционная теория управления связана с анализом динамического поведения управляемых систем, часто в терминах дифференциальных уравнений. Поэтому она хорошо применима для решения четких определенных частичных задач управления. Разделяй и властвуй" -подход, связанный с синтезом решений сложных проблем. Один из важных вопросов, связанный с дизайном этого подхода, заключается в том, что делать с зависимостями между частичными задачами управления при декомпозиции общей задачи и интеграции полученных частичных решений в общее решение. Дизайн, разработанный в рамках этого тезиса, поддерживает подход "разделяй и властвуй", предоставляя инструменты для структурирования сложных задач управления в условиях частичной проблемы управления и их взаимозависимости, а также предоставление инструментов для интеграции частичных решений в общее решение [1]. Групповое управление везде начиналось с централизованного управления как наиболее просто алгоритмически. Последующая тенденция -это постепенное развитие децентрализации с передачей на местный уровень части функций центра. А также освобождение от таких недос татков централизованного управления, как большая размеренность и объем обработки всей информации в центре, невысокая надежность (полная зависимость от центра и связей с ним) [4,7]. Внутри каждого такого уровня - параллельные координационные связи. С повышением уровня командира увеличивается временной отрезок, на который он должен прогнозировать ситуацию и планировать поведение подчиненных групп, переходя постепенно все более от задач тактики к задачам стратегии. Соответственно, с усложнением этих задач для их решения создаются свои чисто управленческие группы (штабы) и требуются все более сложные способы решения, включая основанные на опыте -интуитивные, творческие. Наиболее сложная задача группового управления - это управление группой объектов на местности или в других средах (вода, воздух, космос), особенно в условиях тоже организованного группового противодействия (борьба двух групп). В рамках этих вариантов наряду с применением программного, адаптивного и интеллектуального управлений, возникают указанные выше специфические задачи, связанные со специализацией объектов в группе и их кооперированием.