多移動(dòng)機(jī)器人自主編隊(duì)控制.pdf

1、多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)通過協(xié)作能夠呈現(xiàn)個(gè)體無法完成的智能行為，因此在工業(yè)制造、生活、軍事以及航空領(lǐng)域均受到了廣泛關(guān)注。在面對一些具體的復(fù)雜任務(wù)時(shí)，比如大型物體的運(yùn)輸、未知環(huán)境探索與地圖構(gòu)建、目標(biāo)捕獲等，編隊(duì)行為可以提高執(zhí)行任務(wù)的效率，降低因個(gè)體故障而帶來的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠使團(tuán)隊(duì)中的個(gè)體獲取更全面的環(huán)境信息，從而合理分配和利用資源。因此多移動(dòng)機(jī)器人編隊(duì)控制研究有著極為重要的意義。
　　本文主要針對多移動(dòng)機(jī)器人編隊(duì)中通信網(wǎng)絡(luò)連通性控制問題和三

2、維空間無人機(jī)群編隊(duì)控制問題進(jìn)行研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)針對car-like輪式移動(dòng)機(jī)器人，研究了平面中多機(jī)器人編隊(duì)中通信網(wǎng)絡(luò)連通性控制問題。引入代數(shù)圖論描述系統(tǒng)通信拓?fù)溥B通性能，結(jié)合動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)超梯度迭代優(yōu)化算法和人工勢場負(fù)梯度方法，提出了僅基于機(jī)器人相互之間距離的分布式控制方法，使得多機(jī)器人能夠通過協(xié)作形成連通度最大的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)避免相互之間的碰撞。
　　(2)針對固定翼無人機(jī)，研究了三維空間無人機(jī)群正多面體

3、自主編隊(duì)控制問題。以一階積分器智能體作為簡化模型，引入虛擬leader，提出了基于反饋控制方法的分布式距離約束編隊(duì)控制方法。最后通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得出固定翼無人機(jī)的速度控制輸入。
　　(3)在小型四旋翼飛行器閉環(huán)串級控制框架下，提出了一種多飛行器正多面體自主編隊(duì)的分布式運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。以二階積分器智能體為簡化運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，基于反演控制方法生成各飛行器位置、速度、偏航角和角速度的期望運(yùn)動(dòng)軌跡，作為飛行器內(nèi)環(huán)動(dòng)態(tài)控制的參考輸入，從而實(shí)現(xiàn)小型四旋