本文關(guān)鍵詞：基于圖拉普拉斯的多自主體系統(tǒng)分布式運動編隊控制

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【摘要】：基于廣闊的應(yīng)用前景和前所未有的理論挑戰(zhàn),多自主體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制成為了多個領(lǐng)域中的研究熱點。其中,運動編隊協(xié)調(diào)控制是多自主體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制中一個備受關(guān)注的研究課題,它旨在研究如何控制一個多自主體系統(tǒng)形成一個具有期望的幾何隊形,并實現(xiàn)以同步的速度運動。然而,在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境的應(yīng)用場合中,多自主體系統(tǒng)在形成運動編隊的同時,可能會遇到障礙物,或者自主體之間可能會發(fā)生碰撞,或者因傳感器的檢測半徑有限而導(dǎo)致自主體之間的通信鏈路中斷等不可預(yù)料的情況。因此,研究具有良好環(huán)境適應(yīng)性的運動編隊控制對其推廣到實際應(yīng)用具有很重要的意義。本文分別在領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)下和無領(lǐng)導(dǎo)者網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)下,研究了運動編隊控制問題。主要研究內(nèi)容概括如下:針對領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者網(wǎng)絡(luò)拓撲下的多自主體系統(tǒng),本文提出一種基于圖拉普拉斯的分布式運動編隊控制方法。針對具有一階運動學(xué)模型和二階動力學(xué)模型的多自主體系統(tǒng),本文分別給出了可以保證全局漸近收斂的分布式運動編隊控制策略。此外,觀察到如果對隊形進行伸縮控制,那么多自主體系統(tǒng)運動編隊在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下可以通過隊形伸縮來具有更好的適應(yīng)性。因此,本文將該控制方法進行擴展,分別針對具有一階運動學(xué)模型和二階動力學(xué)模型的多自主體系統(tǒng),通過對領(lǐng)導(dǎo)者施加距離約束來實現(xiàn)具有隊形伸縮可控特性的運動編隊控制,有效提高了運動編隊的環(huán)境適應(yīng)性。針對無領(lǐng)導(dǎo)者網(wǎng)絡(luò)拓撲下的多自主體系統(tǒng),本文提出了一種基于圖拉普拉斯的完全分布式運動編隊控制方法。該控制方法從控制參數(shù)設(shè)計到控制算法實現(xiàn),貫穿了分布式控制的思想,所以,該控制方法稱之為完全分布式控制。針對具有一階運動學(xué)模型和二階動力學(xué)模型的多自主體系統(tǒng),本文分別給出了基于圖拉普拉斯的完全分布式的運動編隊控制策略,并分析論證得到系統(tǒng)實現(xiàn)全局漸近收斂的充分必要條件�？紤]到在實際環(huán)境中,在形成運動編隊的同時自主體之間可能會發(fā)生碰撞或者因傳感器的檢測半徑有限而導(dǎo)致自主體之間的通信鏈路中斷的情況。本文采用一種基于距離勢能函數(shù)的切換控制方法,提出了一種同時具有避免碰撞特性和保持連通性特性的運動編隊控制策略。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1280969