基于一致性理論的仿生機器魚編隊控制研究.pdf

1、隨著人們對海洋領(lǐng)域的不斷認(rèn)知和深入研究，對于海洋里的生物以及水下資源的探索逐漸成為學(xué)者們的研究重點；雖然海洋資源是豐富的，但是復(fù)雜多變的海洋環(huán)境為水下的研究工作帶來了困難,因此學(xué)者們對于這方面的研究起步較早，為今后水下機器人的發(fā)展創(chuàng)造了條件；進(jìn)入20實際90年代，學(xué)者們對于水下仿生機器魚的研究有了突破性的進(jìn)展。我們知道，在復(fù)雜多變的水下環(huán)境中，單個仿生機器魚是很難完成任務(wù)的；因此為了提高水下工作的有效性，我們嘗試通過一定的算法實現(xiàn)多個仿

2、生機器魚一起按照某種隊形向目標(biāo)點移動的編隊控制，進(jìn)而更加穩(wěn)定有效地完成之前的任務(wù)。
　　本研究以三關(guān)節(jié)仿生機器魚為研究對象，首先介紹了機器魚模型以及仿生機器魚的系統(tǒng)平臺，在此基礎(chǔ)上，著重討論了基于一致性協(xié)議和人工勢場法的仿生機器魚編隊控制研究。同時，在一階與二階多智能體數(shù)學(xué)模型控制下，通過設(shè)定算法，實現(xiàn)了多智能體系統(tǒng)的環(huán)形編隊研究。本文創(chuàng)新點是拋棄了傳統(tǒng)的仿生機器魚編隊控制方法，嘗試采用一致性協(xié)議的控制算法與經(jīng)過改進(jìn)的人工勢場法相

3、結(jié)合的控制方法實現(xiàn)仿生機器魚的編隊控制，在基于領(lǐng)導(dǎo)-跟隨者的控制框架下，分別對領(lǐng)導(dǎo)者與跟隨者設(shè)定人工勢場，并通過引入一致性協(xié)議和運動學(xué)數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)仿生機器魚的避障控制，進(jìn)而能夠更好地實現(xiàn)仿生機器魚的編隊控制研究。在多智能體的環(huán)形編隊控制研究中，分別采用動力學(xué)模型為一階與二階積分器形式的控制輸入方法，引入位置信息和速度信息來設(shè)計控制率的控制方法，討論了多智能體系統(tǒng)在一階與二階數(shù)學(xué)模型下的環(huán)形編隊問題，經(jīng)過計算推導(dǎo)得到了在二階積分器模型下完