带相互作用跟随者的多智能体系统领头-跟随密度控制：可行性与收敛性分析
系统与控制
2026-04-14 v1 系统与控制
摘要
我们解决大规模多智能体系统在领头-跟随设置下的密度控制问题，其中一组可控领头者必须将跟随者驾向 desired 空间分布。与既有工作不同，我们显式考虑跟随者-跟随者相互作用，捕捉 flock 行为和碰撞规避等真实行为。在基于描述偏微分方程 governing 密度动力学的宏观框架内，推导了(i)目标分布与相互作用强度、扩散及领头质量之间的充要可行性条件，以及(ii)保证局部稳定性并提供吸引域显式估计的反馈控制律。我们的分析揭示了锐利的可行性阈值，超出此阈值后任何控制effort都无法实现 desired 配置。一维和二维域的数值仿真在宏观层面验证了理论结果，有限粒子群的基于智能体的仿真则确认了所提出框架的实际可部署性。
引用
@article{arxiv.2604.11353,
title = {Leader-Follower Density Control of Multi-Agent Systems with Interacting Followers: Feasibility and Convergence Analysis},
author = {Beniamino Di Lorenzo and Gian Carlo Maffettone and Mario di Bernardo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.11353},
year = {2026}
}