多机器人系统编队一致性研究

发布时间：2025-05-28 00:15

　　多机器人系统的分布式协同控制是当前的热门研究领域,而一致性问题更是其中的一类基本问题。多机器人系统的一致性问题通常考虑的是系统中个体的内部状态,而在一些特殊的任务和环境中,个体间还需要在约束条件下达到和保持一定的几何结构,这就是多机器人系统协同控制中的编队一致性问题。多机器人系统的编队控制在各个领域有着巨大的应用前景,例如多飞行器编队飞行、协同货物运输和智能装配等。本文主要讨论了带有非完整约束的多机器人系统的编队一致性问题,利用系统中个体间有限的信息交换,设计编队控制协议,具体内容如下:(1)对一类带有非完整约束的轮式机器人进行动力学分析,建立系统的领航-跟随模型,通过坐标变换,将领航-跟随模型转换为误差系统模型,利用跟随机器人对领航机器人的状态误差设计分布式PID控制协议,并利用李雅普诺夫理论给出数学分析。在MRDS平台上,设计并实现了系统的编队实验,验证基于领导-跟随策略分布式PID控制协议的有效性。(2)对一类带有单目视觉的轮式机器人,通过导航坐标系-像素坐标系变换,建立基于单目视觉的数学模型。利用系统中个体间的距离设计Zipf分布作为个体间进行信息交换的耦合权重,减少机器人间的信...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2论文结构图

外界干扰、模型不确定性模型参数未知速度信息不可获娶外界干扰、模型不确定性、避碰研究内容基于速度观测器的多机械臂系统有限时间一致性控制（第2章）抑制扰动的多机械臂系统有限时间一致性控制（第3章）基于扩张状态观测器的欠驱动机器人有限时间编队控制（第4章）基于数据驱动自适应的欠驱动机器....

图1.1多机器人系统编队场景

(3)多机器人系统在执行复杂的任务时，各个机器人能够相互协作，降低了单个机器人的任务复杂度，增强了系统的鲁棒性；(4)在多机器人系统中，个体功能往往较简单，成本较低，通过协同、合作弥补性能上的不足。基于上述优点，多机器人系统常常用于货物搬运、环境勘探、联合巡逻及搜救和协同装配....

图1.2常见的编队队形

兰州交通大学硕士学位论文设计系统的运动规则及控制方式，使猎、推箱子等问题，如图1.3和图1.

图1.3围猎示意图

兰州交通大学硕士学位论文队形后，则需要设计系统的运动规则及控制方式，使得个体机定位置，比如围猎、推箱子等问题，如图1.3和图1.4所示。(a)三角形(b)菱形图1.2常见的编队队形

本文编号：4047772