单向移动多机器人系统的环形编队控制研究(2)
随着科学技术的发展和研究的深入，一些高等院校也成功地举办了数次全国性的机器人竞赛，比赛中的机器人系统内部的协调性、稳定性以及所表现出来的视觉效果，都令人叹为观止。我们也在近几年的春晚上一睹过机器人的风采。多机器人的编队控制已经得到了许多学者的研究。 在文献[4]中， 提出了一种转向控制律，实现了一个均匀的移动机器人网络以恒定的速度完成环形编队。在文献[5]中，一种分布式控制律被开发出来。在这种控制律下，可以使机器人在系统运行过程中保持自身的空间顺序不变。保持机器人自身空间顺序不改变这一特性的实现，可以说是大大地提高了系统的效率和稳定性。除此之外，在应对机器人的控制方面也有很大的优势。研究编队控制的传统方法大致有三种：领航者跟随法、基于行为法、虚拟结构法。除此之外，因为机器人获得全局信息有着非常大的难度，在整个系统中不但所有机器人需要协同工作，每个机器人个体也需要进行单独工作，这样一来，就需要大量的能量。本着节约能源的原则，提出了通过事件来驱动机器人编队，从而节约能源。目前，事件驱动控制也引起了了大量学者的兴趣，获得了大量研究成果[6-10].此次本文主要采用的是分布式控制律。
1.3 本文的主要研究内容本文的内容安排大致划分为五个章节。首先，在绪论部分大致介绍了机器人、多机器人编队等问题。结合国内外的研究和应用现状对于机器人编队的必要性和优点进行了说明。此外，还简单地介绍了机器人编队的一些控制方法以及我们所要采用的控制方法。在第 2 章中，我们主要对环形编队问题进行了描述。说明了移动多机器人环形编队问题的基本模型的建立，以方便本文的研究。在第 3 章中，我们对机器人编队系统中控制律进行了说明。我们首先给出了比较基本的移动多机器人环形编队控制律，然后在此基础上进一步研究对控制律施加约束的情况，主要是施加单向约束和单向饱和约束。对比三种情况下的控制律之间的差别，不同的控制律所建立出来的运动模型必然是不同的。在第 4章中，我们将设计好的控制模型通过 Matlab 进行仿真，通过仿真图像来显示仿真结果，进一步验证所提出的控制律的有效性。在第 5章中，我们对文章进行了总结。
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