多機器人編隊控制技術涉及機械、電子、計算機、控制、通信、人工智能等多個學科和技術領域,已在國防、工業(yè)、農業(yè)、生活等領域得到了廣泛應用。編隊控制是對多機器人協(xié)同完成復雜任務的基本要求,是多機器人系統(tǒng)研究中最基本的問題之一,也是學術界和從業(yè)者的研究熱點。基于距離、位置等觀測信息的多機器人編隊控制已有大量研究,但是此類編隊控制方法需要處理的信息量大、算法復雜,且只有在距離或位置觀測信息可以獲得的某些特殊環(huán)境下應用。而基于純角度觀測信息的編隊控制不需要距離和位置等觀測信息,能克服基于距離或位置觀測信息的編隊控制的局限性,已成為新的研究熱點與前沿。本文以基于純角度觀測信息的多機器人編隊控制為研究對象,以非線性系統(tǒng)秩和面元分析法為理論基礎,圍繞多機器人領航-跟隨編隊控制系統(tǒng)的可控性、可觀測性、穩(wěn)定性三方面要求,對多機器人編隊控制涉及的狀態(tài)估計、閉環(huán)控制、軌跡跟蹤、機器人定位、自主導航等關鍵技術問題展開了深入研究。主要研究內容及取得的成果包括:1.提出基于純角度觀測信息的多機器人領航-跟隨和級聯(lián)領航-跟隨編隊控制方法�；诜蔷�性系統(tǒng)秩理論,證明跟隨機器人在僅觀測領航機器人的純角度觀測信息的條件下,多... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

幾種典型的多智能體編隊應用實例

布式控制可將突發(fā)事件的影響限制在有限范圍內，促研究熱點逐漸由集中式控制轉向分布式控制。分布式撞的問題，是未來多機器人編隊信息交互策略發(fā)展的 71]。隊的主要控制方法如圖 1-2 所示，主要包括領航-跟隨為(Behavior-based)法[85, 86]、人工勢場(Artificial Potencture)法[89, 90]、圖論(Graph Theory)法[91]等。其中領航法適用于分布式控制，而虛擬結構法和圖論法適用于

第二章 基于純角度觀測信息的多機器人編隊控制方法針對距離觀測信息有時難以獲得、距離估計算法復雜高的問題，本章將提出一種基于純角度觀測信息的多機器人編隊控制方法。首先，介紹了本文研究的編隊控制策略；然后，基于李導數(shù)的相關概念分析了基于純角度觀測信息的多機器人系統(tǒng)的可觀測性，并提出了基于 UKF 的輸入-輸出狀態(tài)反饋閉環(huán)控制方法；最后，通過仿真和實驗驗證所提出的基于純角度觀測信息的編隊控制方法的有效性和正確性。2.1 編隊控制策略本文共研究三種機器人編隊控制策略，如圖 2-1 所示。第一種控制策略是距離-角度(12 12l - )加距離-角度(13 13l - )控制，在該控制策略中，1R 是2R 和3R 的領航機器人，2R 和3R是跟隨機器人。第二種控制策略是距離-角度(12 12l - )加距離-角度(23 23l - )級聯(lián)編隊控制，在該控制策略中，1R 是2R 的領航機器人，2R 既是1R 的跟隨機器人同時又是3R 的領航機器人。第三種控制策略是距離-角度(12 12l - )加距離-距離(13 23l -l )編隊控制，在該控制策略中，1R 是2R 和3R 的領航機器人，同時2R 又是3R 的領航機器人。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Cooperative Formation Control of Autonomous Underwater Vehicles:An Overview[J]. Bikramaditya Das,Bidyadhar Subudhi,Bibhuti Bhusan Pati.  International Journal of Automation and Computing. 2016(03)
[2]粒子濾波理論、方法及其在多目標跟蹤中的應用[J]. 李天成,范紅旗,孫樹棟.  自動化學報. 2015(12)
[3]基于軌跡跟蹤車式移動機器人編隊控制[J]. 王保防,張瑞雷,李勝,陳慶偉.  控制與決策. 2015(01)
[4]車式移動機器人動態(tài)編隊控制方法[J]. 張瑞雷,李勝,陳慶偉.  機器人. 2013(06)
[5]多智能體系統(tǒng)編隊控制相關問題研究綜述[J]. 王祥科,李迅,鄭志強.  控制與決策. 2013(11)
[6]機器人技術研究進展[J]. 譚民,王碩.  自動化學報. 2013(07)
[7]車式移動機器人軌跡跟蹤控制方法[J]. 曹政才,趙應濤,付宜利.  電子學報. 2012(04)
[8]多機器人編隊控制的研究綜述[J]. 劉銀萍,楊宜民.  控制工程. 2010(S3)
[9]基于適應度的多機器人任務分配策略[J]. 董煬斌,蔣靜坪,何衍.  浙江大學學報(工學版). 2007(02)
[10]一個面向復雜任務的多機器人分布式協(xié)調系統(tǒng)[J]. 陳衛(wèi)東,席裕庚,顧冬雷,董勝龍.  控制理論與應用. 2002(04)

博士論文
[1]網絡化多智能體系統(tǒng)的時變編隊跟蹤控制[D]. 趙俊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]自主移動機器人運動控制與協(xié)調方法研究[D]. 繆志強.湖南大學 2016
[3]基于信息一致性的多無人機編隊控制方法研究[D]. 朱旭.西北工業(yè)大學 2014
[4]大規(guī)模航天器編隊協(xié)同控制性能分析與信息拓撲設計[D]. 張安慧.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]多自主體編隊及協(xié)調控制研究[D]. 鄧彥松.電子科技大學 2013
[6]有限領導者速度信息下的多機器人編隊控制[D]. 申動斌.華南理工大學 2013
[7]水下航行器編隊運動規(guī)劃與穩(wěn)定性研究[D]. 楊燕.天津大學 2012
[8]內編隊重力場測量衛(wèi)星系統(tǒng)控制方法研究[D]. 吉莉.國防科學技術大學 2012
[9]弱通信條件下多AUV編隊控制及協(xié)作機制研究[D]. 姜麗梅.哈爾濱工程大學 2012
[10]群機器人分布式編隊控制及建模研究[D]. 李翔.中南大學 2012

碩士論文
[1]車間生產調度中基于聚類的虛擬聯(lián)盟協(xié)商機制[D]. 高強.北京理工大學 2011
[2]基于虛擬現(xiàn)實環(huán)境的六軸平臺視景仿真系統(tǒng)[D]. 王艷.北京航空航天大學 2005



本文編號：3072633