【摘 要】
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在人工智能浪潮中,非完整多机器人系统的协同控制已经成为研究热点,并渗透到人类社会的各个领域,如编队控制、森林火灾监测系统、无人机勘察系统等.能量资源受限是协同控制中需要考虑的重要因素.事件驱动控制方法在资源利用方面具有独特的优势,可以有效地降低控制器的更新频率,减少不必要的资源浪费.本文基于事件驱动控制研究非完整多机器人系统的几类协同控制问题,主要内容如下:1.研究非完整多机器人系统的能量优化问题
【基金项目】
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河北省自然科学基金(F2018202075);
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在人工智能浪潮中,非完整多机器人系统的协同控制已经成为研究热点,并渗透到人类社会的各个领域,如编队控制、森林火灾监测系统、无人机勘察系统等.能量资源受限是协同控制中需要考虑的重要因素.事件驱动控制方法在资源利用方面具有独特的优势,可以有效地降低控制器的更新频率,减少不必要的资源浪费.本文基于事件驱动控制研究非完整多机器人系统的几类协同控制问题,主要内容如下:1.研究非完整多机器人系统的能量优化问题.为了避免机器人在汇合时发生碰撞,利用坐标变换将机器人中心的一致性问题转化为“手”位置的一致性问题.这样,非完整机器人“手”位置的动态将转换为两个一阶线性系统.假设每个机器人具有反映自己在运动过程中能量消耗的局部目标函数,且该函数仅与“手”位置的状态相关.设计事件驱动优化控制算法,使多机器人“手”位置的状态指数收敛于全局能量消耗最小点.同时,机器人的线速度和方向分别趋于零和某个常数.最后,通过数值仿真验证理论结果的正确性.2.研究带有已知上界外部干扰的级联型非完整多机器人系统的有限时间一致性问题.假设外部干扰是有界的,并且干扰上界是已知的正常数.为了方便地处理级联型非完整多机器人系统中的耦合项,将系统分解为一个一阶子系统和一个二阶子系统,并引入控制器转换时刻,分阶段地控制子系统.设计积分滑模事件驱动控制算法,证明系统的状态在有限时间实现一致.最后,通过数值仿真验证积分滑模事件驱动控制算法的可行性.3.研究带有未知上界外部干扰的级联型非完整多机器人系统的有限时间一致性问题.在上述工作的基础上,假设外部干扰上界是未知的正常数.首先,设计自适应算法对未知上界进行在线估计.然后,通过定义与自适应算法相关联的驱动函数,设计积分滑模事件驱动控制算法,证明系统的状态在有限时间内实现一致.最后,通过数值仿真验证理论分析的正确性.
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