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基于弗洛凯特理论的Halo轨道辐轮构型编队控制设计
1
作者 闫雪梅 杜博皓 +2 位作者 徐明 张锐 胡志强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1408-1418,共11页
面向未来使用平动点航天器编队进行深空探测的需求,研究了特殊的定向辐轮构型航天器编队在日地L2平动点Halo轨道上的动力学和相关控制问题。首先,建立了圆型限制性三体问题(CRTBP)的相对动力学和辐轮构型编队模型的数学表达;其次,基于Fl... 面向未来使用平动点航天器编队进行深空探测的需求,研究了特殊的定向辐轮构型航天器编队在日地L2平动点Halo轨道上的动力学和相关控制问题。首先,建立了圆型限制性三体问题(CRTBP)的相对动力学和辐轮构型编队模型的数学表达;其次,基于Floquet理论和傅里叶级数展开推导了Halo轨道的相对运动解析解,该解的推导同样可应用于其他小偏离的周期时变系统;接着,以深空探测任务为导向,基于Floquet模态法和LQR控制法分别给出编队主星和从星的分层控制策略;最后,对控制策略进行仿真,详细分析了辐轮构型维持控制力的规律等,得到了构型参数(半径和频率)与维持代价的关系。 展开更多
关键词 深空探测 HALO轨道 编队控制 Floquet模态法 解析解
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自适应量化神经网络滑模无人船编队控制
2
作者 宁君 刘子涵 +2 位作者 李伟 李铁山 陈俊龙 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第2期7-13,共7页
针对复杂海洋环境下欠驱动水面无人船(unmanned surface vehicle,USV)编队控制存在的模型不确定性、参数摄动、控制输入量化等问题,提出一种自适应量化神经网络滑模控制算法。在USV运动学子系统中,设计基于内外环控制策略的制导律,解决... 针对复杂海洋环境下欠驱动水面无人船(unmanned surface vehicle,USV)编队控制存在的模型不确定性、参数摄动、控制输入量化等问题,提出一种自适应量化神经网络滑模控制算法。在USV运动学子系统中,设计基于内外环控制策略的制导律,解决USV欠驱动问题。由于所采用的动力学模型中含有未知项和外界环境干扰,故在USV动力学子系统中通过使用径向基函数神经网络实现对干扰的估计。采用一种线性解析模型来描述输入量化过程。所设计的控制系统不需要量化参数的先验信息。基于输入-状态稳定性理论证明了系统稳定性。通过仿真实验验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 自适应滑模控制 输入量化 编队控制 水面无人船(USV)
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基于自适应分布式滤波观测器的多智能体系统编队控制
3
作者 高焕丽 李玮 +1 位作者 孟伟 蔡鹤 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期729-737,共9页
本文考虑了全局指令系统输出信息受到信道扰动情况下线性多智能体系统的编队控制问题.首先,基于协作式输出调节理论框架对线性多智能体系统的编队控制问题进行数学建模.其次,针对受到信道扰动的全局指令系统输出信息,提出了一类基于受... 本文考虑了全局指令系统输出信息受到信道扰动情况下线性多智能体系统的编队控制问题.首先,基于协作式输出调节理论框架对线性多智能体系统的编队控制问题进行数学建模.其次,针对受到信道扰动的全局指令系统输出信息,提出了一类基于受扰输出的自适应分布式滤波观测器,在降低网络信息交换量的同时消除扰动的影响.最后,设计了输出反馈确定等价控制律,解决了线性多智能体系统的分布式编队控制问题.给出了数值仿真结果检验控制性能. 展开更多
关键词 多智能体系统 编队控制 协作式输出调节 分布式滤波观测器
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基于分布式参考校正的多机器人编队控制
4
作者 伍锡如 杨子儒 《电子测量技术》 北大核心 2024年第10期93-100,共8页
针对避障、外部干扰和迟滞等实际的多机器人编队控制问题,提出了一种基于分布式参考校正的控制方法。通过采用人工势场法和干扰观测器,解决了非匹配不确定性的避障问题。定义不可达参考场景描述了多机器人在试图避开障碍物时的被动修正... 针对避障、外部干扰和迟滞等实际的多机器人编队控制问题,提出了一种基于分布式参考校正的控制方法。通过采用人工势场法和干扰观测器,解决了非匹配不确定性的避障问题。定义不可达参考场景描述了多机器人在试图避开障碍物时的被动修正行为,并为每个机器人设计了分布式参考校正算法,减弱被动校正行为带来的不利影响,保证每个机器人位置跟踪误差的有界性。考虑已知的执行器迟滞效应,在电流控制律中添加了Bouc-Wen迟滞补偿器。利用Lyapunov稳定性理论验证了避障的有效性。最后,在MATLAB环境下基于多机器人系统进行了数值仿真和比较,以证明所提出的算法和控制器的有效性,实验结果表明该方法可以在具有外部干扰和迟滞等实际问题下形成稳定的多机器人编队控制,对路径上的障碍物进行无碰撞避障,提出的分布式参考校正算法减弱了被动校正行为,提高了系统的稳定性。 展开更多
关键词 参考校正算法 多机器人编队控制 避障 人工势场法 非匹配不确定性
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基于虚拟参考中心策略的无人机编队控制算法
5
作者 杨正全 马乐然 高志云 《自动化应用》 2024年第3期1-3,6,共4页
基于虚拟参考中心策略解决了有向通信网络结构下的无人机编队协同控制问题,为具有权重不平衡有向通信网络的多无人机系统设计了合适的连续时间编队控制算法,使多无人机协作达到编队,并使得全局目标函数达到最小值。利用李雅普诺夫稳定... 基于虚拟参考中心策略解决了有向通信网络结构下的无人机编队协同控制问题,为具有权重不平衡有向通信网络的多无人机系统设计了合适的连续时间编队控制算法,使多无人机协作达到编队,并使得全局目标函数达到最小值。利用李雅普诺夫稳定性理论证明了该算法能使各无人机移动路径总和最短,协同实现全局最优编队。 展开更多
关键词 编队控制 有向网络 分布式算法 权重不平衡
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基于零空间行为融合的多智能体编队控制综述
6
作者 葛宇 廖煜雷 +4 位作者 王博 李晔 史长亭 刘海波 贾琪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1442-1450,共9页
针对单智能体在民用和军用领域无法完成现实场景下复杂任务的问题,本文综述了零空间行为融合算法。阐述零空间行为融合算法的设计思想与数学模型,介绍零空间行为融合算法的文献计量分析。综述了零空间算法的研究进展,包括编队速度饱和... 针对单智能体在民用和军用领域无法完成现实场景下复杂任务的问题,本文综述了零空间行为融合算法。阐述零空间行为融合算法的设计思想与数学模型,介绍零空间行为融合算法的文献计量分析。综述了零空间算法的研究进展,包括编队速度饱和、行为转换不连续、行为优先级分配和多种算法结合方面的改进工作,并分析当前研究存在的问题。研究表明:零空间行为融合算法在多智能体编队控制领域,提高算法的自适应性、考虑动力学特性、异构编队和行为函数优化是该算法未来的发展方向。 展开更多
关键词 零空间行为 编队控制 多智能体 逆运动学 基于行为 速度饱和 行为转换 行为优先级优化
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基于扰动观测器的固定时间车辆编队控制
7
作者 张意豪 叶洪涛 +1 位作者 罗文广 文家燕 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第20期320-327,共8页
考虑智能无人车在实际行驶中会受到外部自然环境及内部自身模型参数不确定的影响,使得对车辆编队系统的控制效果减弱,为此提出了一种具有扰动观测器的编队控制算法。使用车辆动力学和运动学模型进行建模,同时引入扰动观测器,可以让系统... 考虑智能无人车在实际行驶中会受到外部自然环境及内部自身模型参数不确定的影响,使得对车辆编队系统的控制效果减弱,为此提出了一种具有扰动观测器的编队控制算法。使用车辆动力学和运动学模型进行建模,同时引入扰动观测器,可以让系统对复合扰动进行精确辨识。采用固定时间理论设计跟随车的控制器,运用李雅普诺夫稳定性理论分别证明了两个控制器都能在固定时间内收敛,并接着证明了整个车辆编队控制系统都能在一个固定的时间范围内收敛。通过仿真验证所提出的基于扰动观测器的固定时间车辆编队控制器的有效性。仿真结果表明,所提出的控制器可以使车辆编队在固定时间内快速收敛,且系统收敛时间与系统初始状态无关。 展开更多
关键词 车辆编队 协同控制 固定时间 编队控制 领航跟随法
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基于终端滑模的F-16固定翼飞行器有限时间编队控制
8
作者 辛颖 姜斌 +2 位作者 冒泽慧 吕迅竑 马亚杰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期973-980,共8页
以F-16固定翼飞行器为研究对象,采用终端滑模控制方法,实现了六自由度固定翼飞行器的有限时间编队控制。首先,根据奇异摄动理论,将固定翼飞行器十二阶微分运动方程按照响应速度快慢分为外环位置编队控制系统和内环姿态跟踪控制系统。外... 以F-16固定翼飞行器为研究对象,采用终端滑模控制方法,实现了六自由度固定翼飞行器的有限时间编队控制。首先,根据奇异摄动理论,将固定翼飞行器十二阶微分运动方程按照响应速度快慢分为外环位置编队控制系统和内环姿态跟踪控制系统。外环应用有限时间稳定性理论和非线性滑模控制方法设计了分布式控制器,实现多固定翼飞行器系统的有限时间编队控制。然后,将外环分布式控制器产生的控制信号转换为内环单架固定翼飞行器的姿态跟踪参考信号,内环应用非线性动态逆(nonlinear dynamic inversion,NDI)控制和增量非线性动态逆(incremental nonlinear dynamic inversion,INDI)控制在可能存在执行器故障的情况下实现单架固定翼飞行器姿态的跟踪控制。最后,通过仿真实例验证了该控制方法的有效性。 展开更多
关键词 有限时间稳定 固定翼编队控制 滑模控制 增量非线性动态逆
原文传递
基于多智能体一致性的多车道车辆集群编队控制
9
作者 姬鹏霄 孔伟伟 +5 位作者 罗禹贡 于杰 刘彦斌 汪俊杰 朱洧震 梁伟铭 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期742-752,共11页
为安全、高效地控制智能网联汽车(CAV)编队,研究了基于多智能体系统(MAS)一致性的多车道、零散随机分布的车辆集群编队控制策略,并进行数值仿真验证。建立了基于交错式结构的车群期望几何拓扑,提出了包括间距调整阶段、变道控制阶段和... 为安全、高效地控制智能网联汽车(CAV)编队,研究了基于多智能体系统(MAS)一致性的多车道、零散随机分布的车辆集群编队控制策略,并进行数值仿真验证。建立了基于交错式结构的车群期望几何拓扑,提出了包括间距调整阶段、变道控制阶段和队形收敛阶段的3阶段式编队控制流程。基于一致性理论,设计了车群编队控制器,并进行稳定性论证。选取2种典型场景,对三车道场景中初始分布较为极端的车群开展编队研究。结果表明:在该策略的控制过程中,纵向车间距与期望间距误差在0.5 m以内,横向位置与期望位置误差在5 cm以内,且速度在变化后能快速收敛至期望值。因而,该策略能有效控制车群车辆安全、高效地达到车群期望队形。 展开更多
关键词 智能网联汽车(CAV) 车辆集群编队控制 一致性控制 多智能体系统(MAS) 道路受限场景
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切换拓扑下多智能体时变编队控制方法
10
作者 庞强伟 朱拥勇 +3 位作者 陈晔 李宗吉 董理 黄成果 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期511-520,共10页
针对通信存在测量噪声和链路频繁断开下的多智能体时变编队稳定控制问题,基于期望编队状态、智能体自身状态和通信拓扑,提出一种切换拓扑下多智能体时变编队控制方法。首先,通过矩阵替换对系统进行降维处理。然后,应用随机微分方程理论... 针对通信存在测量噪声和链路频繁断开下的多智能体时变编队稳定控制问题,基于期望编队状态、智能体自身状态和通信拓扑,提出一种切换拓扑下多智能体时变编队控制方法。首先,通过矩阵替换对系统进行降维处理。然后,应用随机微分方程理论和Lyapunov稳定性定理推导出编队系统在普通切换和随机切换下稳定的充要条件以及编队收敛指标。最后,在四个智能体构成的编队和四个备用拓扑的仿真条件下,验证了所提方法可有效保证多智能编队在切换拓扑下的稳定性。相较于普通切换拓扑,随机切换拓扑能更快地将编队误差收敛至10^(-2)以内,效率提高约34.4%。同时编队收敛指标也证实了这一结论,且编队的精确性以及应用范围也要优于普通切换拓扑。 展开更多
关键词 智能体 编队控制 切换拓扑 随机微分方程 Lyapunov定理
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具有避碰和连通性保持的多USV分布式事件触发编队控制
11
作者 李建华 胡清伟 刘中常 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期200-210,共11页
[目的]为解决水面无人艇(USV)编队控制中的实际需求,提出一种具有避碰和连通性保持功能的分布式事件触发编队控制方法。[方法]针对海洋环境扰动和系统模型的不确定性等因素设计扰动观测器;针对编队实现过程中USV间可能发生碰撞和丢失通... [目的]为解决水面无人艇(USV)编队控制中的实际需求,提出一种具有避碰和连通性保持功能的分布式事件触发编队控制方法。[方法]针对海洋环境扰动和系统模型的不确定性等因素设计扰动观测器;针对编队实现过程中USV间可能发生碰撞和丢失通信连接的问题,基于人工势场函数法设计具有避碰和连通性保持功能的编队控制器;为减少USV控制器的执行频率,设计分布式的事件触发机制,使每个USV根据局部信息来独立决定其控制器的执行时刻。[结果]理论分析证明了编队误差的一致最终有界性,且事件触发机制不存在Zeno行为。仿真结果验证了所设计的控制方法能够显著减少USV控制器更新次数并可实施避碰操作及保持连通性。[结论]研究成果可保证USV编队控制的顺利安全完成,同时减轻USV在复杂海洋环境下的控制机构损耗。 展开更多
关键词 多无人艇系统 编队控制 事件触发控制 避碰 连通性保持
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基于改进MPC的分布式大间距多车编队控制(下篇)
12
作者 郑屹天 郭志强 +1 位作者 赵建新 张宏映 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第8期53-59,共7页
针对多车辆系统大间距编队控制的通信受限问题,设计一种基于局部信息的期望轨迹解算方法。根据编队通信网络拓扑求解广度优先生成树,实现拓扑分层。实时更新编队拓扑分层,进行网络拓扑单向优化,确定各节点通信级别。各节点整合邻居节点... 针对多车辆系统大间距编队控制的通信受限问题,设计一种基于局部信息的期望轨迹解算方法。根据编队通信网络拓扑求解广度优先生成树,实现拓扑分层。实时更新编队拓扑分层,进行网络拓扑单向优化,确定各节点通信级别。各节点整合邻居节点状态与队形信息,解算出通信受限下的期望轨迹。仿真实验结果验证了所提方法的有效性与可靠性。 展开更多
关键词 编队控制 通信受限 网络拓扑 拓扑分层
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具有死区的多智能体系统预设时间编队控制
13
作者 唐睿智 刘嘉睿 +3 位作者 周晓阳 张苑晴 丁家烨 王建晖 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期854-866,共13页
针对一类具有输入死区的多智能体系统的编队控制问题,提出了一种基于事件触发机制的预设时间编队控制方法。基于事件触发机制进行控制设计,以减少冗余信号的传输。同时,通过反步法构造一种自适应模糊编队控制方法,实现死区约束下的多智... 针对一类具有输入死区的多智能体系统的编队控制问题,提出了一种基于事件触发机制的预设时间编队控制方法。基于事件触发机制进行控制设计,以减少冗余信号的传输。同时,通过反步法构造一种自适应模糊编队控制方法,实现死区约束下的多智能体系统编队控制。为进一步加快系统形成编队,通过预设协同时间算法对系统进行转换,使系统在预设时间内收敛形成预设的编队。通过理论分析和仿真结果验证了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 多智能体系统 输入死区 编队控制 事件触发控制 预设时间
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基于深度强化学习的多无人车系统编队控制
14
作者 曾毓凌 郝宇清 +1 位作者 于颖 王青云 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期460-471,共12页
针对多智能体编队控制问题,研究了基于DDQN深度强化学习算法的多无人车系统的编队控制器,采用一致性控制与伴随位形相结合的方法对编队控制问题进行建模和简化.建立了基于相对距离和速度的状态空间,使得控制输入不依赖于全局信息,然后... 针对多智能体编队控制问题,研究了基于DDQN深度强化学习算法的多无人车系统的编队控制器,采用一致性控制与伴随位形相结合的方法对编队控制问题进行建模和简化.建立了基于相对距离和速度的状态空间,使得控制输入不依赖于全局信息,然后设计了基于九大典型运动方向的动作空间,并设计了基于相对距离和相对速度的奖励函数,基于以上参数进行了神经网络架构的设计和网络训练与运动仿真环境的搭建,并成功训练出有效的控制器.该控制器可以直接应用于带有非完整约束的欠驱动无人车的编队任务,且控制器的网络训练只需要运动数据而不需要精确模型,是一种无模型控制方法.最后,通过大量不同场景下的运动仿真验证了控制器的有效性,包括多队形、多位置、多轨迹仿真以及时变队形、时变通讯和通讯故障等特殊情况的检验,该控制器在所有场景中均能有效完成控制任务.最后优化了编队起始阶段的策略,定义了等候条件与启动条件,有效节约了控制的能耗,利用运动仿真和对比分析验证了优化作用. 展开更多
关键词 无人车 一致性控制 编队控制 深度强化学习 无模型控制
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基于积分滑模的二阶系统任意预设时间编队控制
15
作者 程雯 过榴晓 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期163-172,共10页
在通信过程中,智能体受各种未知干扰信号的影响,导致系统性能降低。针对二阶非线性多智能体系统,研究了在有向通信拓扑结构下实现任意预设时间编队期望的问题。首先,结合预设时间机制与积分滑模控制策略,设计一种新的编队控制协议,该控... 在通信过程中,智能体受各种未知干扰信号的影响,导致系统性能降低。针对二阶非线性多智能体系统,研究了在有向通信拓扑结构下实现任意预设时间编队期望的问题。首先,结合预设时间机制与积分滑模控制策略,设计一种新的编队控制协议,该控制协议能够确保二阶多智能体系统在任意预设时间内实现到达段和滑动段2个阶段的收敛,引入的积分滑模控制项有效降低了系统的稳态误差,并提高其在预设时间控制下的鲁棒稳定性;其次,利用李雅普诺夫方法与代数图论知识,分析得出二阶系统在该控制方法下达到预设时间编队期望的充分条件,并证明了包含预设时变函数控制协议的有界性。仿真实验结果验证所设计控制方法的有效性与可行性,即给定任意初值,带干扰项的二阶系统均可在任意预设时间内快速准确地达到稳定状态。 展开更多
关键词 滑模控制 任意预设时间控制 编队控制 二阶非线性系统 多智能体
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多无人艇固定时间自适应分布式协同编队控制
16
作者 王义轩 李擎 +2 位作者 姚其家 马金戈 黄晨 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1880-1888,共9页
针对在实际海洋环境中由复杂恶劣海况导致的局部通讯条件下多无人艇协同编队控制问题,本文提出一种固定时间自适应分布式控制策略.首先,考虑只有部分跟随无人艇能够直接获取虚拟领航者的状态信息,为每艘跟随无人艇设计固定时间分布式观... 针对在实际海洋环境中由复杂恶劣海况导致的局部通讯条件下多无人艇协同编队控制问题,本文提出一种固定时间自适应分布式控制策略.首先,考虑只有部分跟随无人艇能够直接获取虚拟领航者的状态信息,为每艘跟随无人艇设计固定时间分布式观测器,在固定时间内实现对虚拟领航者位置和速度的估计.然后,在估计信息的基础上,采用反步法为每艘跟随无人艇设计固定时间自适应局部控制器,在固定时间内实现对由虚拟领航者产生的期望轨迹的跟踪.特别地,在局部控制器设计过程中,采用参数自适应机制对模型不确定和外界扰动进行补偿,在保证控制精度的同时避免抖振现象.同时,本文给出了所提出的固定时间观测器与局部控制器的稳定性分析,经数学证明,所提出的观测器和控制器能够保证每艘跟随无人艇均能够在固定时间内完成对虚拟领航者的位置和速度的估计并使位置和速度跟踪误差在固定时间内收敛至零的邻域内.最后,设计对比仿真,将本文所提控制策略和目前常用的PD控制器的控制性能进行对比,仿真结果表明所提出的控制策略在控制精度和收敛速度上具有更优越的表现. 展开更多
关键词 多无人艇 协同编队控制 分布式控制 固定时间控制 自适应控制
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基于事件触发机制的随机时延无人机编队控制
17
作者 安述祥 宋公飞 +1 位作者 尹资荣 袁群超 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第12期1-7,共7页
研究在噪声环境下的无领导者多无人机编队控制问题,采用基于事件触发的策略来降低通信次数和资源浪费。考虑到通信噪声和随机时延的影响,采用Bernoulli随机分布描述时延发生的随机性。通过构造Lyapunov函数和利用线性矩阵不等式的分析方... 研究在噪声环境下的无领导者多无人机编队控制问题,采用基于事件触发的策略来降低通信次数和资源浪费。考虑到通信噪声和随机时延的影响,采用Bernoulli随机分布描述时延发生的随机性。通过构造Lyapunov函数和利用线性矩阵不等式的分析方法,给出了多无人机系统的稳定性条件,确保无人机在噪声环境和随机时延的影响下能够实现编队控制。利用分布式控制输入和无人机之间的邻居信息,系统能够快速响应和调整,形成期望编队。将算法应用于四旋翼无人机系统,通过理论分析和仿真实验验证了所提算法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 多无人机系统 编队控制 随机时延 事件触发
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采样数据交互的异构非完整轮式机器人集群连通保持切换编队控制
18
作者 陈晨 殷诗雨 +2 位作者 邱星星 邹文成 向峥嵘 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期615-625,634,F0002,共13页
轮式移动机器人作为一种体积小巧、操作灵活的机器人,广泛应用于工业、农业等领域。考虑到实际情况中,机器人间能够互相交流信息的通讯范围通常是有限制的,且存在非线性、非完整约束等特点,因此针对通讯范围受限的轮式移动机器人编队控... 轮式移动机器人作为一种体积小巧、操作灵活的机器人,广泛应用于工业、农业等领域。考虑到实际情况中,机器人间能够互相交流信息的通讯范围通常是有限制的,且存在非线性、非完整约束等特点,因此针对通讯范围受限的轮式移动机器人编队控制问题的研究很有价值。面对复杂的任务和环境,需要多种机器人的配合,因此该文研究了异构的非完整轮式移动机器人集群,构建了一种采样数据交互模式。采样数据虚拟框架为实际机器人系统提供参考轨迹,降低了机器人之间的通讯要求,不再需要时刻保持通讯。采用含预设性能的控制方法设计了实际机器人的控制器,保证机器人的跟踪误差满足工程应用中期望的稳态性能与瞬态性能要求。最后,通过数值仿真和机器人操作系统(ROS)物理仿真实验验证了所设计控制协议的有效性。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 连通保持一致性 编队控制 预设性能控制 采样数据控制 滑模控制
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含不确定参数的智能网联汽车协同编队控制 被引量：1
19
作者 时宏伟 滕婧婧 +1 位作者 李凌云 郭胜辉 《西安工程大学学报》 CAS 2024年第3期117-125,共9页
为应对智能网联汽车协同编队控制中因自身条件以及外部攻击干扰引起的参数不确定变化问题,在智能网联汽车编队运行环境下提出了一种基于观测器的一致性控制协议设计方法。首先,通过设计观测器实现对系统状态、可测噪声和外部扰动等的有... 为应对智能网联汽车协同编队控制中因自身条件以及外部攻击干扰引起的参数不确定变化问题,在智能网联汽车编队运行环境下提出了一种基于观测器的一致性控制协议设计方法。首先,通过设计观测器实现对系统状态、可测噪声和外部扰动等的有效估计。其次,设计适用的分布式一致性控制协议,利用Lyapunov泛函得到系统稳定的充分条件。再次,将观测器的增益矩阵转化为线性矩阵不等式的问题进行求解,利用线性矩阵不等式方法,获得观测器增益矩阵的具体取值,实现对系统状态和参数的准确估计。最后,利用Matlab对系统进行仿真,给定智能网联汽车编队系统各项具体参数,模拟系统存在外部干扰的情况以及参数中含有不确定的情况。仿真表明:在一致性控制后系统内部输入经过15个时间步后得到收敛,对于系统状态和外部干扰,观测器在含有不确定参数的干扰下分别经过17个和20个时间步之后能够进行有效的估计,从理论和仿真2个方面验证了所设计方法的正确性与可行性。 展开更多
关键词 不确定参数 智能网联汽车 协同编队控制 外部干扰
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面向模块化设计的水下机器人集群编队控制
20
作者 孙栋 汤奇荣 +3 位作者 刘明昊 李江 刘浩煜 崔国华 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期68-73,共6页
针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三... 针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三自由度运动学和动力学方程,推导水下机器人集群的动态误差模型;针对路径已知的集群编队问题提出领航者-虚拟结构策略,其中跟随者水下机器人采用基于通信时延补偿的滑模控制器进行跟踪。结果表明,该控制策略可以快速形成队形且轨迹误差小于5%。最后应用3种已开发完成的水下机器人,在可视化仿真平台中进行实验验证,证明该异构水下机器人集群编队方法合理高效。 展开更多
关键词 水下机器人 无人集群系统 编队控制 滑模变结构 可视化仿真
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