移动机器人是先进制造业中重要的运输设备,也是智能制造系统的重要自动化单元,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等先进功能,广泛应用于机械、电子、物流、纺织、烟草、医疗、餐饮、造纸等行业。近年来,移动机器人产业呈现出爆发性增长态势,很多场景中都有多个移动机器人在工作,但多数是移动机器人独立工作,功能受限,工作效率不高。研究多移动机器人协同控制策略,以使多移动机器人协同作业,丰富机器人功能、提升工作效率。主要研究工作如下:(1)分析了多机器人系统、多移动机器人路径规划和编队控制的国内外现状,并研究多移动机器人系统体系结构。设计了一款智能移动机器人,并对硬件框架结构、运动控制方案、软件平台进行了设计。同时对多移动机器人的控制结构和通信结构进行了研究和分析,设计了一种分层式体系结构,为后期的实验研究奠定了基础。(2)对路径规划问题进行描述,用栅格法建立了环境模型。对蚁群算法和粒子群算法进行了研究,并对算法中的主要参数进行了分析。针对蚁群算法容易陷入局部最优的问题,对蚁群每次出动的规模和信息素更新的规则进行了改进;针对粒子群算法有时不能收敛到最好点的问题,引入了标准正态分布的随机权重法对粒子群算法进行了改进。通过仿真实验得出,改进蚁群算法在前期的搜索过程中随机性较强,改进粒子群算法在求解组合问题很难得到满意的结果,所以考虑两者的优缺点,对改进蚁群算法和粒子群算法进行了融合,并在MATLAB中进行了实验验证,对实验结果进行了对比分析,验证了融合算法的优越性。(3)研究了多移动机器人的协同编队控制策略。提出了虚拟领航的编队控制策略,解决了因为领航者失效导致系统瘫痪的问题;采用改进蚁群粒子群融合算法进行路径规划,解决了领航者的避障问题。在复杂程度不同的环境中进行了不同队形的MATLAB仿真实验,得出了编队的运动轨迹图像和跟随者与领航者的距离差、角度差图像,对实验结果进行了分析,得出了在复杂程度不同的工作环境中,编队能够平稳、准确的完成不同队形的工作任务,验证了算法的稳定性。(4)在搭建的多移动机器人实验平台中进行试验,首先在有障碍和无障碍的环境中进行了单移动机器人的避障和路径测试试验,然后进行了编队控制试验,通过实验结果分析,得出了编队控制的成功率为90%,验证了算法的可行性。