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对队形控制的思考

控制与决策 2005年第6期20卷 601-606页

作者：任德华卢桂章南开大学机器人及信息自动化研究所天津300071

首先指出多机器人队形控制研究要解决的主要问题,并较为完整地阐述了当前国内外相关研究的状况.然后总结了队形控制的各种研究方法,并指出当前队形控制研究中存在的一些问题以及在实际设计队形控制系统时应考虑的问题.最后指出了今后的... 详细信息

首先指出多机器人队形控制研究要解决的主要问题,并较为完整地阐述了当前国内外相关研究的状况.然后总结了队形控制的各种研究方法,并指出当前队形控制研究中存在的一些问题以及在实际设计队形控制系统时应考虑的问题.最后指出了今后的研究方向.

关键词：多机器人系统队形控制合作控制

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一类分布式队形控制及其稳定性分析

自动化学报 2008年第9期34卷 1107-1112页

作者：郑军颜文俊浙江大学电气自动化研究所杭州310027

针对一类具有二阶动态行为的多机器人系统的队形控制问题,提出了一种分布式离散协同控制算法,并应用代数图论和矩阵论的方法对该系统的渐近稳定性和算法的一致收敛性进行分析.应用上述方法,证明了确保多智能体系统渐近收敛的充要条件,... 详细信息

针对一类具有二阶动态行为的多机器人系统的队形控制问题,提出了一种分布式离散协同控制算法,并应用代数图论和矩阵论的方法对该系统的渐近稳定性和算法的一致收敛性进行分析.应用上述方法,证明了确保多智能体系统渐近收敛的充要条件,得到了反馈控制参数的取值范围.同时证明了在该充要条件下多机器人将逐步收敛到期望队形和同一运动速度,仿真部分通过一个六机器人系统的队形控制验证了本文研究结果的正确性。

关键词：多智能体系统队形控制稳定性代数图论矩阵论

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机场道面除冰雪车辆队形控制模型

交通运输工程学报 2019年第4期19卷 182-190页

作者：邢志伟李斯罗谦中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航局第二研究所四川成都610041

为了解决机场道面实际除冰雪作业中方案不能完全适应环境的问题,考虑了除冰雪过程中作业方式和航空器适航条件,构建了具有时间约束的两阶段除冰雪作业模型;基于机场除冰雪车辆的作业能力,研究了机械除冰雪作业方法中多车辆的协同作业问... 详细信息

为了解决机场道面实际除冰雪作业中方案不能完全适应环境的问题,考虑了除冰雪过程中作业方式和航空器适航条件,构建了具有时间约束的两阶段除冰雪作业模型;基于机场除冰雪车辆的作业能力,研究了机械除冰雪作业方法中多车辆的协同作业问题,设计了基于复拉普拉斯矩阵的队形控制模型;为了减少通讯消耗及保证通讯稳定性,基于Henneberg序列操作方法生成机场道面除冰雪作业车辆最优通讯图,并验证了所生成最优通讯图满足队形控制模型所要求双根条件。研究结果表明:两阶段除冰雪作业模型能够选择不同的异构车辆进行编队作业以达到时间和效果最优;基于复拉普拉斯矩阵和领航者方法相结合得到的控制模型与传统控制模型相比队形更稳定;采用边有向化操作所生成的最优通讯图保证了队形中领航者和跟随者之间通讯的有效性;在一阶运动学模型下,基于5自主体“人”字形编队从任意位置出发能够在1min内实现速度收敛一致及生成期望队形,且运动轨迹中不存在绕圈、小角度转弯的情况,符合实际作业车辆运行规则,并能在随后的作业中保持期望队形。可见,所构建的队形控制模型能够实现对大型异构除冰雪作业车辆的队形控制,满足预期要求。

关键词：机场除雪队形控制复拉普拉斯矩阵 Henneberg序列协同作业最优通讯图

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基于一致性理论的多机器人系统队形控制

控制与决策 2007年第11期22卷 1241-1244页

作者：吴正平关治洪吴先用华中科技大学控制科学与工程系武汉430074

首先回顾了多机器人系统队形控制方面的成果;然后提出一个多机器人队形控制的模型.该模型可描述多机器人之间相互作用固定和动态切换两种通信拓朴结构,也能描述多机器人系统队形的分布式控制方法和基于leader的控制方法,还能表示多机器... 详细信息

首先回顾了多机器人系统队形控制方面的成果;然后提出一个多机器人队形控制的模型.该模型可描述多机器人之间相互作用固定和动态切换两种通信拓朴结构,也能描述多机器人系统队形的分布式控制方法和基于leader的控制方法,还能表示多机器人系统奔向目标点的行为.在此基础上,利用一致性理论,对系统的稳定性条件进行分析.最后通过仿真证明了该方法的有效性.

关键词：多机器人系统一致性队形控制

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卫星编队自主队形控制

宇航学报 2007年第5期28卷 1138-1141页

作者：刘辉李俊峰清华大学航天航空系北京100084

为了实现高精度的卫星编队飞行,提出了一种基于主从结构的协同控制方法-自主队形控制法。在主星变轨的过程中,卫星编队的队形可以保持不变。文中介绍了该控制法的设计思想,给出了实现结构图,并详细的分析了该方法优缺点。通过算例验证... 详细信息

为了实现高精度的卫星编队飞行,提出了一种基于主从结构的协同控制方法-自主队形控制法。在主星变轨的过程中,卫星编队的队形可以保持不变。文中介绍了该控制法的设计思想,给出了实现结构图,并详细的分析了该方法优缺点。通过算例验证了自主队形控制法的可行性。

关键词：编队飞行队形控制协同控制

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无人机集群规避动态障碍物的分布式队形控制

系统工程与电子技术 2022年第2期44卷 529-537页

作者：符小卫潘静西北工业大学电子信息学院陕西西安710129 西安现代控制技术研究所陕西西安710065

本文研究了无人机集群躲避动态障碍物下的队形控制问题。首先,引入针对动态障碍物的碰撞预判机制判断集群是否需要对障碍物进行规避。其次,在动态障碍物与无人机间构造斥力场实现避障。最后,根据一致性理论设计基于集群各无人机之间、... 详细信息

本文研究了无人机集群躲避动态障碍物下的队形控制问题。首先,引入针对动态障碍物的碰撞预判机制判断集群是否需要对障碍物进行规避。其次,在动态障碍物与无人机间构造斥力场实现避障。最后,根据一致性理论设计基于集群各无人机之间、无人机与虚拟领导者之间的位置、速度一致性控制律,结合人工势场法实现躲避动态障碍物下集群队形的形成与保持。仿真结果表明,集群无人机能够在以分布式方式躲避动态障碍物的同时实现队形的形成、保持与重构。

关键词：无人机集群队形控制动态障碍物一致性理论人工势场法

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多机器人编队离散模型及队形控制稳定性分析

控制理论与应用 2014年第3期31卷 293-301页

作者：吴晋张国良曾静徐君第二炮兵工程大学301教研室陕西西安710025 第二炮兵工程大学数学教研室陕西西安710025

针对包含绕心运动情况下的多机器人编队进行离散建模,并利用该模型解决保持队形期望前端始终朝着编队前进方向的控制问题.以控制多机器人编队收敛到期望的队形并镇定到预设运动规律上为目标,定义了一类通信拓扑图,基于该类图提出了一种... 详细信息

针对包含绕心运动情况下的多机器人编队进行离散建模,并利用该模型解决保持队形期望前端始终朝着编队前进方向的控制问题.以控制多机器人编队收敛到期望的队形并镇定到预设运动规律上为目标,定义了一类通信拓扑图,基于该类图提出了一种分布式协同控制算法.给出了该控制算法下编队系统渐进稳定的充分必要条件及反馈控制参数的收敛域.证明了在该充分必要条件下可实现编队收敛到期望的队形和预设运动规律上的目标.仿真实验表明,在该算法控制下多机器人编队较好地收敛到期望队形并按预设规律运动,且过程中始终保持队形期望前端朝着编队前进方向,进而验证了该算法的有效性和正确性.

关键词：队形控制运动模型稳定性分析分布式控制代数图论

带未知干扰的模块化航天器系统相对轨道的队形控制

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控制与决策 2014年第6期29卷 985-990页

作者：刘付成梅杰马广富哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055

基于多智能体系统一致性理论,在有向拓扑结构中对模块化航天器相对轨道的队形控制问题进行研究.考虑与状态相关的未知外部干扰,在存在模块质量不确定性的情形下,基于自适应增益技术,设计仅依赖模块自身及其邻近模块信息的分布式控制算法... 详细信息

基于多智能体系统一致性理论,在有向拓扑结构中对模块化航天器相对轨道的队形控制问题进行研究.考虑与状态相关的未知外部干扰,在存在模块质量不确定性的情形下,基于自适应增益技术,设计仅依赖模块自身及其邻近模块信息的分布式控制算法,并通过Lyapunov稳定性方法证明闭环系统是渐近稳定的.最后在Matlab/Simulink中对6个模块组成的模块化航天器系统的队形进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制律是有效且可行的.

关键词：模块化航天器相对轨道队形控制自适应增益未知干扰

具有自适应度双群体PSO的组群机器人队形控制

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清华大学学报（自然科学版） 2008年第S2期48卷 1751-1755页

作者：张皓陈雪波马德楠辽宁科技大学电子与信息工程学院鞍山114044

针对粒子群算法对约束条件的优化处理问题,提出一种具有自适应度双群体粒子群优化算法,该算法将目标函数与约束条件分别考虑,形成2种群体以不同目标为前提同时向最优解进化;并分别对2种群体的适应度引入自适应权重系数与相应调整策略,... 详细信息

针对粒子群算法对约束条件的优化处理问题,提出一种具有自适应度双群体粒子群优化算法,该算法将目标函数与约束条件分别考虑,形成2种群体以不同目标为前提同时向最优解进化;并分别对2种群体的适应度引入自适应权重系数与相应调整策略,基于并非所有非可行个体均劣于可行个体概念,动态地调整其适应度以保证部分非可行个体向可行域进化。将其应用于组群机器人队形控制中,链型结构(纵队)队形仿真结果表明了该算法的有效性。该粒子群算法为实际应用中约束优化问题的求解提供了新的途径。

关键词：粒子群优化双群体自适应度队形控制