【摘 要】
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多智能体编队控制是指多个智能体在向目标机动的过程中,形成并保持某种特定构型,同时能够躲避障碍以适应环境约束的控制技术,在工业、军事、航天等众多领域有着重要的应用价值。本文以此为研究背景,开展了相对位置约束型编队机动控制方法设计、相对方位约束型编队机动控制方法设计、智能体之间的碰撞规避以及编队控制建模与仿真分析等问题的研究,取得的主要成果如下:相对位置约束型编队机动控制方法设计。假设各跟随智能体能够
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多智能体编队控制是指多个智能体在向目标机动的过程中,形成并保持某种特定构型,同时能够躲避障碍以适应环境约束的控制技术,在工业、军事、航天等众多领域有着重要的应用价值。本文以此为研究背景,开展了相对位置约束型编队机动控制方法设计、相对方位约束型编队机动控制方法设计、智能体之间的碰撞规避以及编队控制建模与仿真分析等问题的研究,取得的主要成果如下:相对位置约束型编队机动控制方法设计。假设各跟随智能体能够获取相邻智能体的完备信息,提出了基于传统比例微分控制的编队机动控制策略,以智能体之间的相对位置为约束,各跟随智能体均只需测量一个相邻智能体的信息,通过调整自身位置满足约束条件来实现期望编队构型。最后证明了相对位置约束型编队控制方法的局部渐进稳定性。相对方位约束型编队机动控制方法设计。由于实际中某些智能体受搭载传感器感知能力的限制,不能获取相邻智能体的完备信息,因而无法基于相对位置约束进行编队机动控制。论文进一步提出了基于相对方位约束的编队机动控制方法,使跟随智能体不需获取相邻智能体间的相对距离信息,仅通过测量相邻智能体的相对方位信息,即可进行编队控制。最后证明了相对方位约束型编队控制方法的局部渐进稳定性。智能体间碰撞规避控制策略设计。编队在实际机动控制过程中可能会发生智能体之间的相互碰撞,因此对编队中智能体之间的碰撞规避控制策略进行研究。首先进行编队机动控制安全分析,针对相对位置约束型编队,给出了避免智能体间相互碰撞的初始位置约束条件;其次考虑一般的编队,设计了适用于任何约束条件的碰撞规避控制策略。多智能体编队运动建模与仿真分析。搭建了多智能体编队运动控制模型,分析了测量模块工作原理和状态估计的具体过程,对执行机构动力学响应延迟和测量噪声对智能体编队机动控制的影响进行了数值仿真分析,验证了本文所设计智能体编队机动控制方法的有效性。
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