没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
一类非完整移动机器人编队控制方法
4 下载量 14 浏览量
2021-01-14
16:27:58
上传
评论
收藏 518KB PDF 举报
温馨提示
试读
5页
<p>针对大部分两轮非完整移动机器人轮轴中心与几何中心不重合的特点, 提出一种多机器人协调编队控制算法. 构造队形参数矩阵确定编队形状, 根据领航机器人和相关队形参数生成虚拟机器人, 把编队控制分解为跟随机器人对虚拟机器人的轨迹跟踪. 建立虚拟机器人与跟随机器人之间误差系统模型, 利用Lyapunov 理论设计相应控制器, 从而实现队形保持和变换. 应用microsoft robotics developer studio 4(MRDS4) 搭建3D 仿真平台, 设计3 组实验, 结果进一步验证了所提出方法的有效性.</p>
资源推荐
资源详情
资源评论
第 28 卷 第 11 期
Vol. 28 No. 11
控 制 与 决 策
Control and Decision
2013 年 11 月
Nov. 2013
一类非完整移动机器人编队控制方法
文章编号: 1001-0920 (2013) 11-1751-05
张瑞雷, 李 胜, 陈庆伟
(南京理工大学 自动化学院,南京 210094)
摘 要: 针对大部分两轮非完整移动机器人轮轴中心与几何中心不重合的特点, 提出一种多机器人协调编队控制算
法. 构造队形参数矩阵确定编队形状, 根据领航机器人和相关队形参数生成虚拟机器人, 把编队控制分解为跟随机器
人对虚拟机器人的轨迹跟踪. 建立虚拟机器人与跟随机器人之间误差系统模型, 利用 Lyapunov 理论设计相应控制器,
从而实现队形保持和变换. 应用 microsoft robotics developer studio 4(MRDS4) 搭建 3D 仿真平台, 设计 3 组实验, 结果
进一步验证了所提出方法的有效性.
关键词: 非完整移动机器人;轨迹跟踪;编队控制;队形变换
中图分类号: TP273 文献标志码: A
Formation control for a kind of nonholonomic mobile robots
ZHANG Rui-lei, LI Sheng, CHEN Qing-wei
(School of Automation,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China.Correspondent:
ZHANG Rui-lei,E-mail:zhangrelay@qq.com )
Abstract: For the problem that the wheel-axle center and the geometric center of the most nonholonmic mobile robot are
noncoincidence, the formation coordination control algorithm is proposed in this paper. The shape of formation is determined
by the parameter matrix and the virtual robot is generated according to the lead robot and related formation parameters,
translating the formation control problem into the trajectory tracking problem between the follow robot and virtual robot.
The error system model between two robots is built, and the control algorithm is designed by using the Lyapunov theory for
the formation keeping and transforming. Three groups of experiment are designed by the microsoft robotics developer studio
4, and the simulation results show the effectiveness of the presented method.
Key words: nonholonomic mobile robot;trajectory tracking;formation control;formation transform
0 引引引 言言言
近年来, 机器人的协调控制成为多机器人系统研
究的热点. 多机器人通过协调能完成某些单个机器人
不能完成的任务, 通常有更高的效率. 编队控制是一
个典型的多机器人协调问题, 在地理勘测、侦查、救
援、扫雷和运输等领域具有广阔的应用前景. 目前,
多机器人的编队控制算法主要包括基于行为的方
法
[1-2]
、虚拟结构法
[3-4]
和领航-跟随法
[9-12]
.
文献 [2] 研究了一组仅有局部感知和少量通讯的
分布式机器人, 通过全局行为的队形控制方法, 实现
了多机器人编队的建立和保持. 文献 [3] 针对通信范
围和带宽限制, 基于虚拟结构法, 提出了一种统一的
分布式编队控制结构, 结合一致性理论和轨迹跟踪,
实现了多机器人编队拓扑的切换和控制. 文献 [4] 提
出了一种基于模型预测控制方法的编队控制器, 并
将其用于跟踪虚拟领航机器人. 文献 [5] 将领航-跟随
方法应用于潜水器领域. 文献 [6-8] 研究了一类控制
输入受约束非完整移动机器人的编队控制问题. 文
献 [9] 将编队控制问题分解为轨迹跟踪、机器人控制
和队形控制 3 个子问题, 通过 𝑙-𝜙 和 𝑙-𝑙 控制, 采用输入
输出反馈线性化方法实现了多机器人的编队控制. 文
献 [10] 通过在跟随机器人上安装观测器来估计领航
机器人速度, 仅依靠通信位置信息实现编队控制, 但
编队精度较差, 领航机器人做复杂运动时, 编队保持
不理想.
非完整约束机器人在纯滚动、无滑动的情况下,
使用反馈线性化的队形控制方法需要选定离轴点, 该
点位于机器人的前进方向, 与质心有一定的偏移量,
收稿日期: 2012-09-17;修回日期: 2012-12-25.
基金项目: 国家自然科学基金项目 (60975075, 61074023).
作者简介: 张瑞雷(1985−), 男, 博士生, 从事机器人智能控制、多机器人协调控制的研究;陈庆伟(1963−), 男, 教授, 博
士生导师, 从事智能控制与智能系统等研究.
资源评论
weixin_38747592
- 粉丝: 6
- 资源: 937
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功