多移動微小型機器人編隊控制與協(xié)作避碰研究.pdf

1、在多移動機器人協(xié)作中，編隊控制是一個非常典型的研究問題，實用性較強。如何實時地避免機器人相互之間或者機器人與周圍靜態(tài)障礙物之間的碰撞，是編隊控制中需要考慮的核心點之一。尤其機器人之間的避碰問題，將會影響整個系統(tǒng)的魯棒性。所以，設(shè)計一種合理、有效的多機器人編隊與避碰控制算法，具有重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　目前，現(xiàn)有的編隊避碰方法雖然實現(xiàn)了多移動機器人的編隊避障控制，提高了編隊控制效率，但是在系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性、理論分析方面還不太完善。

2、控制Lyapunov函數(shù)可以同時處理多移動機器人內(nèi)部（模型結(jié)構(gòu)或參數(shù)取值）和外部（擾動）不確定因素的魯棒控制問題，并且將Lyapunov分析法直接應(yīng)用于控制器設(shè)計的方法，近年來逐漸得到重視。因此，本文基于控制Lyapunov法設(shè)計了一個用于多機器人編隊控制與協(xié)作避碰的控制器函數(shù)，并把該控制器應(yīng)用到了多個微小型移動機器人的編隊控制中。論文的主要工作如下：
　?。?）根據(jù)微小型移動機器人所受的非完整約束，構(gòu)建了運動學(xué)模型和避碰函數(shù)。為

3、避免碰撞和奇異情況的發(fā)生，本文給出了一些合理假設(shè)。
　?。?）設(shè)計了用于編隊控制及協(xié)作避碰的控制器，且該控制器適用于每個微小型移動機器人。用李雅普諾夫分析法對系統(tǒng)進(jìn)行了魯棒穩(wěn)定性分析。
　?。?）分別完成了靜態(tài)避障，協(xié)作避碰以及編隊控制仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　（4）提出的編隊避碰控制方法在由自主研發(fā)的微小型移動桌面機器人平臺上進(jìn)行了實際驗證，并給出了仿真與實際運動之間誤差的主要原因。
　　實驗結(jié)果