移動(dòng)式水下觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的隊(duì)形控制.pdf

1、移動(dòng)式水下觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)是以多個(gè)水下機(jī)器人為節(jié)點(diǎn)通過(guò)水聲通信無(wú)線連接而成的自組織網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以隨機(jī)器人移動(dòng)而改變以適應(yīng)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境或目標(biāo)的變化，從而獲得比靜態(tài)傳感網(wǎng)絡(luò)更精確的觀測(cè)信息。移動(dòng)式水下觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一個(gè)多機(jī)器人系統(tǒng)。其主要研究?jī)?nèi)容有：動(dòng)力學(xué)建模、協(xié)調(diào)導(dǎo)航、隊(duì)形控制以及覆蓋控制等。本文的工作即是研究適用于變通訊拓?fù)涞囊苿?dòng)式水下觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)隊(duì)形控制。 論文首先簡(jiǎn)要介紹了移動(dòng)式水下觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的基本概念和多機(jī)器人系統(tǒng)的相關(guān)

2、理論基礎(chǔ)；并對(duì)多機(jī)器人系統(tǒng)的隊(duì)形控制研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，分析了各自的優(yōu)劣；簡(jiǎn)單介紹了圖論和矩陣分析的相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。其后詳細(xì)介紹了Fax的基于圖論的信息流隊(duì)形控制方法中有關(guān)穩(wěn)定性的部分，指出了其局限性。 其次，將變通訊拓?fù)涞亩鄼C(jī)器人系統(tǒng)視做線性時(shí)變系統(tǒng)，提出了有關(guān)隊(duì)形穩(wěn)定性的三個(gè)充分性定理，以及應(yīng)用這些定理進(jìn)行隊(duì)形控制器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法。并用二維質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的有效性。為更接近實(shí)際情況，還考慮了路徑控制器和避