【摘要】：編隊控制是多機器人控制研究領(lǐng)域中的一個重要方向,有著非常廣泛的應(yīng)用場合。多機器人編隊系統(tǒng)經(jīng)�？梢缘统杀镜亍⒏咝У赝瓿蓡螜C器人不可能或者很難完成的任務(wù)。因此對多機器人編隊控制的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文基于領(lǐng)航跟隨者控制策略,利用三個Qbot機器人設(shè)計了一個多機器人編隊系統(tǒng),并且將帶有估計的一致性算法應(yīng)用到該編隊系統(tǒng)中,使得該系統(tǒng)可以在短時間通信失敗的環(huán)境下只產(chǎn)生較小的誤差。首先本文針對多智能體跟蹤系統(tǒng)中出現(xiàn)的短時間通信失敗引起較大誤差問題,提出了帶有估計的一致性算法,該算法的核心思想是在通信正常時跟隨者不僅利用接收到的參考狀態(tài)計算相應(yīng)的控制,而且還會用于估計參考狀態(tài)的軌跡,當(dāng)通信失敗導(dǎo)致跟隨者無法接收到領(lǐng)航者的參考狀態(tài)時,跟隨者利用之前得到的參考狀態(tài)軌跡估計相應(yīng)的參考狀態(tài),并用估計的結(jié)果計算相應(yīng)的控制。本文從數(shù)學(xué)上證明了該算法的合理性,并且用Matlab仿真結(jié)果證明了算法的有效性;然后本文以Quanser公司的Qbot機器人為平臺,對Qbot機器人進行了建模,利用3個Qbot機器人設(shè)計了一個多機器人編隊系統(tǒng),使得三個機器人可以圍繞其中的一個機器人旋轉(zhuǎn),同時保持正三角形形狀;最后把帶有估計的跟蹤算法應(yīng)用到該編隊系統(tǒng)中,在人為模擬短時間通信失敗的環(huán)境下進行了實驗,并且同沒有添加估計算法的結(jié)果進行了對比。試驗結(jié)果表明,帶有估計的一致性編隊算法可以在一定程度上減少多機器人編隊過程中由于通信失敗引起的誤差。從而可以證明帶有估計的編隊算法在多機器人編隊系統(tǒng)中的有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

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本文編號：2568487