自主智能体系统

01 绪论

1.1　自主智能体简介　2

1.2　智能体技术发展概述　2

1.3　单智能体系统　3

1.3.1　单智能体系统简介　3

1.3.2　单智能体系统关键技术　4

1.3.3　单智能体系统应用实例　6

1.4　多智能体系统　8

1.4.1　多智能体系统简介　8

1.4.2　多智能体系统关键技术　9

1.4.3　多智能体系统应用实例　10

1.5　本章小结　11

1.6　参考文献　12



02　自主智能体系统的数学描述

2.1　刚体位姿描述　14

2.1.1　位置向量　14

2.1.2　旋转矩阵　14

2.1.3　刚体的位姿描述　15

2.1.4　坐标变换　16

2.1.5　齐次变换　17

2.2　自主智能体系统运动学　18

2.2.1　机械臂运动学建模　18

2.2.2　差速驱动轮式机器人运动学建模　21

2.2.3　无人驾驶车辆运动学建模　22

2.2.4　考虑横向滑移的无人驾驶车辆运动学建模　23

2.3　拉格朗日方程　23

2.4　自主智能体系统动力学　27

2.4.1　机械臂动力学建模　27

2.4.2　差速驱动轮式机器人动力学建模　30

2.4.3　无人驾驶车辆动力学建模　31

2.4.4　轮式移动机器人动力学性质　35

2.5　本章小结　37

2.6　参考文献　37



03　自主智能体系统的决策与规划

3.1　自主智能体系统的决策　40

3.1.1　问题描述　40

3.1.2　基于有限状态机的决策方法　42

3.1.3　基于决策树的决策方法　45

3.1.4　基于强化学习的决策方法　49

3.2　自主智能体系统的规划　53

3.2.1　问题描述　53

3.2.2　基于图搜索的路径规划方法　56

3.2.3　基于采样的路径规划方法　62

3.2.4　基于MPC的轨迹规划方法　67

3.3　本章小结　75

3.4　参考文献　75



04　自主智能体系统的控制方法

4.1　控制问题描述　80

4.1.1　控制问题分类　80

4.1.2　性能要求和约束条件　81

4.2　自主智能体系统的同时点镇定与轨迹跟踪控制　82

4.2.1　问题描述　82

4.2.2　控制器设计　83

4.2.3　稳定性和输入受限分析　88

4.2.4　仿真实验　91

4.2.5　小结　95

4.3　云辅助半车主动悬架系统的分布式H∞滤波器设计　95

4.3.1　问题描述　95

4.3.2　系统模型　95

4.3.3　云辅助半车主动悬架系统的建模　97

4.3.4　理想传感器下的分布式H∞滤波　98

4.3.5　非理想传感器下的分布式H∞滤波　103

4.3.6　小结　109

4.4　云辅助全车主动悬架系统的自适应反演控制　109

4.4.1　问题描述　109

4.4.2　系统模型和问题描述　110

4.4.3　自适应反演控制器设计　113

4.4.4　仿真实验　117

4.4.5　小结　123

4.5　本章小结　124

4.6　参考文献　124



05　自主多智能体系统一致性

5.1　自主多智能体系统一致性基础　128

5.1.1　自主多智能体系统一致性问题沿革　128

5.1.2　通信网络拓扑与拉普拉斯矩阵　128

5.1.3　通信网络的事件触发机制　130

5.1.4　基于事件触发的H∞一致性问题　130

5.2　基于传感器网络的一致性滤波　131

5.2.1　无线传感器网络与卡尔曼滤波　131

5.2.2　基于动态簇与一致性的自适应分布式卡尔曼滤波器　132

5.2.3　数据融合以及动态簇机制设计　134

5.2.4　仿真验证　135

5.3　移动多机器人一致性编队　136

5.3.1　多机器人系统与编队　136

5.3.2　基于边权函数的多机器人编队控制　138

5.3.3　仿真验证　141

5.4　本章小结　142

5.5　参考文献　142



06　自主多智能体系统输出调节

6.1　自主多智能体系统输出调节基本方法　146

6.2　异步切换自主多智能体系统的协同输出调节　146

6.2.1　问题描述　146

6.2.2　系统建模　148

6.2.3　控制器设计　151

6.2.4　仿真验证　155

6.3　基于事件触发的拓扑切换异构自主多智能体系统协同输出调节　159

6.3.1　问题描述　159

6.3.2　系统建模　160

6.3.3　控制器设计　160

6.3.4　仿真验证　165

6.4　基于自触发的异构自主多智能体系统的输出调节　167

6.4.1　问题描述　167

6.4.2　系统建模　167

6.4.3　控制器设计　168

6.4.4　仿真验证　171

6.5　本章小结　173

6.6　参考文献　174



07　实训项目

7.1　实训项目1：自主智能体系统的决策　178

7.1.1　实训说明　178

7.1.2　实训内容　178

7.2　实训项目2：自主智能体系统的规划　179

7.2.1　实训说明　179

7.2.2　实训内容　179

7.3　实训项目3：自主智能体系统的运动控制　180

7.3.1　实训说明　180

7.3.2　实训内容　180