本文關(guān)鍵詞：多移動微小型機器人編隊控制與協(xié)作避碰研究　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 多移動機器人 李雅普諾夫法 軌跡跟蹤 協(xié)作避碰 編隊控制

【摘要】：在多移動機器人協(xié)作中,編隊控制是一個非常典型的研究問題,實用性較強。如何實時地避免機器人相互之間或者機器人與周圍靜態(tài)障礙物之間的碰撞,是編隊控制中需要考慮的核心點之一。尤其機器人之間的避碰問題,將會影響整個系統(tǒng)的魯棒性。所以,設(shè)計一種合理、有效的多機器人編隊與避碰控制算法,具有重要的理論與現(xiàn)實意義。目前,現(xiàn)有的編隊避碰方法雖然實現(xiàn)了多移動機器人的編隊避障控制,提高了編隊控制效率,但是在系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性、理論分析方面還不太完善�？刂芁yapunov函數(shù)可以同時處理多移動機器人內(nèi)部(模型結(jié)構(gòu)或參數(shù)取值)和外部(擾動)不確定因素的魯棒控制問題,并且將Lyapunov分析法直接應(yīng)用于控制器設(shè)計的方法,近年來逐漸得到重視。因此,本文基于控制Lyapunov法設(shè)計了一個用于多機器人編隊控制與協(xié)作避碰的控制器函數(shù),并把該控制器應(yīng)用到了多個微小型移動機器人的編隊控制中。論文的主要工作如下:(1)根據(jù)微小型移動機器人所受的非完整約束,構(gòu)建了運動學(xué)模型和避碰函數(shù)。為避免碰撞和奇異情況的發(fā)生,本文給出了一些合理假設(shè)。(2)設(shè)計了用于編隊控制及協(xié)作避碰的控制器,且該控制器適用于每個微小型移動機器人。用李雅普諾夫分析法對系統(tǒng)進行了魯棒穩(wěn)定性分析。(3)分別完成了靜態(tài)避障,協(xié)作避碰以及編隊控制仿真,并對仿真結(jié)果進行了詳細(xì)分析。(4)提出的編隊避碰控制方法在由自主研發(fā)的微小型移動桌面機器人平臺上進行了實際驗證,并給出了仿真與實際運動之間誤差的主要原因。實驗結(jié)果表明,本文提出的運動模型以及避碰控制方法,解決了多移動機器人的編隊控制和協(xié)作避碰問題,且能夠保證該非完整系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。采用一種新的分布式控制方案,將編隊控制轉(zhuǎn)化為跟蹤整個隊形質(zhì)心的軌跡,降低了控制的復(fù)雜度,從而可以較好地應(yīng)用到計算資源有限的多移動微小型機器人中。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

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