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本文对多机器人系统协调与合作控制进行了研究。主要内容如下:
⑴ 针对多机器人系统的队形问题,提出了分别适应于集中式结构与分散式结构的多机器人系统相关队形控制策略与算法。
⑵ 结合leader-following方法和虚拟结构策略,提出了基于系统动力学模型的两种不同的控制策略和相关算法。实现了两个机器人的跟踪控制和多机器人系统的队形形成,仿真结果验证了算法的正确性。
⑶ 引入经典力学中刚体的概念描述多机器人系统的理想队形。构造出实际队形与理想队形之间的误差函数并进而建立系统的Lyapunov函数。利用反馈线性化方法,提出了基于系统动力学模型的分散控制策略。理论证实了该控制算法能是系统渐近稳定,保证多个机器人系统任意队形的形成。仿真结果验证了算法的有效性。
⑷ 建立了描述满足路径规划要求的目标误差函数和满足队形构形要求的构形误差函数,构造系统整体的误差函数以及相应的Lyapunov函数,提出了能使系统渐近稳定控制策略。