具有非完整约束的多机器人系统协同控制问题研究

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本文研究了耦合的带非完整约束的多机器人系统的协调跟踪问题。多机器人系统由于其具有单个机器人所不具备的优势,在实际应用以及理论分析中受到诸多关注。本文给出了一些算法,使多机器人系统可以实现编队跟踪控制,即,从机器人可以形成并保持一个给定的队形,同时从机器人形成的队形的图心可以跟踪上领导机器人或者参考信号。本文的主要工作如下:  首先,本文分别给出一个非连续的自适应分布式协同控制算法和一个连续的自适应分布式协同控制算法,来实现固定通信拓扑结构情况下的多机器人系统的编队跟踪控制。接着将结论推广到切换通信拓扑结构的情况。本文利用李雅普诺夫定理证明了系统的稳定性。也给出了仿真例子证明理论结果的有效性和正确性。  其次,考虑了用事件触发的策略解决非完整性多机器人系统的编队跟踪控制问题。本文分别给出了一个集中式的事件触发控制算法和分布式的事件触发控制算法来实现多机器人系统的编队跟踪。应用李雅普诺夫定理等技术,本文证明了适当设计的事件触发控制算法不仅能节省控制成本,还能保持系统所需的一些特性如稳定性,收敛性等。  最后,在分布式事件触发控制的基础上,本文考虑了分布式自触发控制策略。在事件触发控制中,对于事件触发条件的判断是连续的。本文给出了一个分布式的自触发算法,来移除这种连续判断的要求,节省了多机器人之间的通讯成本。
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