11、分布式实时控制与多智能体系统环境工程

分布式实时控制与多智能体系统环境工程

在当今的科技领域，分布式实时控制和多智能体系统环境工程是两个备受关注的方向。分布式实时控制在城市排水网络等系统中发挥着重要作用，而多智能体系统环境工程则为处理复杂的系统交互提供了有效的方法。下面将详细介绍这两个方面的内容。

1. 分布式实时控制在城市排水网络中的应用

城市排水网络的有效控制对于应对暴雨等自然灾害至关重要。为了实现排水网络的水均衡，采用了一种基于智能体的分布式实时控制方法。

1.1 智能体任务

智能体需要连续执行两项任务来实现水均衡：
- 任务 1：计算网络中水位的平均值 ：由于智能体没有整个网络水位的全局知识，因此采用基于流言的算法来完成此任务。该算法通过节点之间不断交换局部平均值，最终使每个节点计算的局部平均值收敛到实际的全局平均值。
- 任务 2：触发特定闸门，使水位接近平均值 ：即使知道了要设置的最佳水位，也很难确定如何调整闸门以达到该水位。因此，使用经典的比例 - 积分 - 微分（PID）控制器来解决这个问题。

1.2 基于流言的聚合算法

在基于流言的算法中，网络中的许多节点相互连接，每个节点拥有一些数值，并只能与有限的相邻节点交换信息。具体步骤如下：
1. 每个智能体维护其当前测量值和局部平均值（初始设置为测量值）。
2. 不断在相邻节点之间交换局部平均值。
3. 每次节点接收到相邻节点的平均值时，更新其局部平均值。
4. 持续进行值交换和局部计算，直到每个节点计算的局部平均值收敛到实际的全局平均值。

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