多机器人编队提高了机器人完成复杂,危险任务时的执行效率,近年来,多自主移动车辆协调控制受到了极大的关注。这是因为这种系统在单个机器人上有许多潜在的优点,包括更大的灵活性、对未知环境的适应性和鲁棒性。在这一领域的研究中,编队控制一直受到许多研究者的关注。编队控制是指一组机器人组成特定的几何形状(如楔形或链条)并保持队形的控制方法。编队控制的潜在应用领域包括探测、监视、搜索和救援、运载大型物体和控制卫星阵列等许多合作任务。本文的内容大致如下:(1)设计并制作了三辆基于嵌入式系统的小型轮式移动机器人,作为研究机器人编队控制算法的实验平台。该小型机器人系统主要由四个模块组成分别为:(a)测速模块:包括机器人自身运动速度的获取,以及机器人位姿的计算。(b)信息传递模块:主要将领航者位姿信息通过该模块传递给跟随者机器人。(c)电机控制模块:使用双闭环PID控制,提高电机控制的精度。(d)编队控制模块:主要由轮式移动机器人的编队控制算法实现。(2)本节针对多机器人协作系统中机器人编队控制问题进行了研究。设计了一种速度和加速度受限的领航-跟随型编队控制算法,此算法设计了两个一阶滤波器,作为控制器的两个反馈信号,且此反馈信号及其导数的大小受限于两个滤波器参数。文中通过李雅普诺夫理论证明了闭环系统渐近稳定,且机器人速度和加速度有界。最后通过仿真和实验验证了本文所提出算法的有效性。(3)本节主要针对非完整运动的轮式移动机器人的运动学模型给出了一种快速终端滑模控制器。首先针对轮式移动机器人l-φ编队控制模型进行反馈线性化,然后针对反馈线性化模型设计跟踪控制器,使得跟随者机器人能够收敛到距离领航者机器人期望的位置。最后通过仿真和实验验证了本文所提出算法的有效性。