動物集群運動行為模型--文庫吧
2025-07-07 00:50 本頁面
【正文】 率接近0。這里，為一可調(diào)參數(shù)，當(dāng)時，速度為原速度，當(dāng)，個體的運動速度比原模型快，系統(tǒng)更易趨于同步。這樣，速率不僅具有改變下一時刻的作用，而且是攜帶信息的載體。這種信息就是個體的一致性序數(shù)。為了是所有的個體盡快達到同步，下一時刻速度方向的計算中，我們就利用這一信息，以加快收斂速度。當(dāng)個體超出活動范圍時，它會向相反的方向運動，即：當(dāng)在活動范圍內(nèi)時，對各個原則的影響設(shè)置權(quán)重，在此更多地考慮聚集性和排列性。下一時刻的方向：下一時刻的位置：運用MATLAB模擬，可得： t=0s t=10st=30st=20s 、問題二當(dāng)個體和捕食者的距離較短時，該個體迅速逃逸，暫時不考慮對群體的影響。小魚的方向捕食者小魚個體運動方向當(dāng)捕食者在其感知范圍內(nèi)且處于危險區(qū)之外，主要考慮個體逃逸,雖然此時群體的影響存在，但可假設(shè)它比較?。划?dāng)捕食者處于個體感知范圍之外時，按照第一問的原則進行運動。鄰居中心的運動方向鄰居平均的運動方向群體平均的運動方向群體中心的運動方向捕食者小魚個體運動方向捕食者下一時刻的方向：捕食者下一時刻的位置：當(dāng)魚處在危險區(qū)時：下一時刻的方向：下一時刻的位置：當(dāng)魚能感知到捕食者，但不在危險區(qū)時：下一時刻的方向：下一時刻的位置：運用MATLAB模擬，可得： t=0s t=10s t=20s t=30s、問題三采用Leadfollower模型，假設(shè)魚群中有一部分個體是信息豐富者,設(shè)置含有食物的環(huán)境,這一部分個體最先感知到食物的存在,由于個體之間有運動的聯(lián)系,靠近信息豐富者的個體會感知到鄰居的運動，這部分個體會首先向信息豐富者靠攏，并使自身的運動方向向信息豐富者的運動方向轉(zhuǎn)移，使得有更多的個體向食物運動。再有了多數(shù)個體向食物運動后，剩下的少部分離信息豐富較遠的個體，由于必須向整體的中心和平均方向靠攏的原則，所以這部分個體會先向整體靠近，然后感知到向食物運動的鄰居，接著使自己的位置和速度方向向食物轉(zhuǎn)移。對于信息豐富者，幾乎不受群體的影響，只考慮排斥性，但是速度不能太快，否則，就不能達到帶動群體的效果，以最大速度的1/8做為信息豐富者的速度。信息豐富者下一時刻的方向：信息豐富者下一時刻的位置：當(dāng)其他魚接近食物時，它們的速度也會發(fā)生變化： 運用MATLAB模擬，可得： t=0s t=10s t=20s t=30s五、模型的優(yōu)缺點、模型的優(yōu)點（1）、模型中給出的原則較好地揭示了動物集群運動行為的本質(zhì)。（2）、用MATLAB進行仿真，結(jié)果貼近實際。、模型的缺點（1）、表達式中的權(quán)重都是人為規(guī)定的，有一定偏差。（2）、第三問中的食物沒有考慮實際情況，將其固化，現(xiàn)實中會有水流等因素的影響而改變食物的位置。六、參考文獻[1]趙建，曾建潮，魚群集群行為的建模與仿真，太原科技大學(xué)[2]班曉娟，寧淑榮，涂序彥，人工魚群高級自組織行為研究[3]田寶美，汪秉宏，基于Vicsek模型的自驅(qū)動集群動力學(xué)研究，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)[4]王小紅，基于多Agent的人工魚群自組織行為研究，北京大學(xué)[5]翟超，張海濤，生命群協(xié)調(diào)行為模型的改進及同步控制研究，華中科技大學(xué)七、附錄、問題一的程序代碼：pos=cell(1,30)。for i=1:30 pos{i}=[rand(1,1)*10,rand(1,1)*10,rand(1,1)*10] %定義30個個體endx=zeros(1,30)。y=zeros(1,30)。z=zeros(1,30)。v=。 %最大速度direc1=cell(1,30)。 %定義各個方向向量direc2=cell(1,30)。 direc3=cell(1,30)。direc4=cell(1,30)。direc7=cell(1,30)。direc8=cell(1,30)。cons=zeros(1,30)。for i=1:30 direc1{i}=[rand(1,1)*10,rand(1,1)*10,rand(1,1)*10]pos{i}。 direc2{i}=zeros(1,3)。 direc3{i}=zeros(1,3)。 direc4{i}=zero
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