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基于区域划分的非完整机器人编队复合控制

基于区域划分的非完整机器人编队复合控制

第二十四届中国控制会议

作者：陈余庆王伟大连理工大学信息与控制研究中心大连理工大学信息与控制研究中心

主要研究了非完整自主机器人之间的队形保持问题。提出了一种新的编队复合控制方法,该方法根据机器人的期望位置在其约束区域内外的不同,分别以一种具有双向运动特性的反馈线性化控制算法和最优近似目标算法来建立控制规则,并分析队形... 详细信息

主要研究了非完整自主机器人之间的队形保持问题。提出了一种新的编队复合控制方法,该方法根据机器人的期望位置在其约束区域内外的不同,分别以一种具有双向运动特性的反馈线性化控制算法和最优近似目标算法来建立控制规则,并分析队形保持稳定的约束条件,从而实现多机器人的稳定编队控制。该方法降低了传统反馈控制对编队初始误差的要求,克服了碰撞给编队队形带来的不利影响,解决了非完整机器人编队转弯控制不稳定问题。实验结果验证了该方法在机器人队形保持控制中的有效性。

关键词：非完整机器人约束区域模型队形保持反馈线性化

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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非完整移动机器人的复合编队控制

控制理论与应用 2006年第5期23卷 692-698页

作者：陈余庆庄严王伟大连理工大学信息与控制研究中心辽宁大连116024

主要研究了非完整自主机器人之间的队形保持和避障问题,提出了一种新的复合编队控制方法,该方法根据机器人的期望位置在其运动约束区域内外的不同,分别以一种灵活的反馈线性化算法和最优近似目标算法来建立控制规则,并提出了编队环境中... 详细信息

主要研究了非完整自主机器人之间的队形保持和避障问题,提出了一种新的复合编队控制方法,该方法根据机器人的期望位置在其运动约束区域内外的不同,分别以一种灵活的反馈线性化算法和最优近似目标算法来建立控制规则,并提出了编队环境中存在静态障碍物时的队形控制策略,从而实现多机器人的稳定编队控制．该方法降低了传统线性反馈控制对编队初始误差范围的要求,并且解决了非完整机器人编队的避障问题．实验结果表明了该编队控制方法的可行性和有效性．

关键词：队形保持反馈线性化避障非完整机器人

基于解耦控制的非完整移动机器人实时轨迹跟踪

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机器人 2001年第3期23卷 256-260页

作者：池瑞楠胡跃明胡终须华南理工大学自动控制工程系广州510640

本文研究了非完整两轮移动机器人的实时轨迹跟踪问题 .首先 ,在介绍了一般的非线性系统的输入 -输出线性化方法的基础上 ,并研究了在两轮驱动移动机器人轨迹跟踪中的应用 ;然后在研制的非完整两轮驱动移动机器人的实验平台上对该算法进... 详细信息

本文研究了非完整两轮移动机器人的实时轨迹跟踪问题 .首先 ,在介绍了一般的非线性系统的输入 -输出线性化方法的基础上 ,并研究了在两轮驱动移动机器人轨迹跟踪中的应用 ;然后在研制的非完整两轮驱动移动机器人的实验平台上对该算法进行了实时轨迹跟踪实验 ,结果表明了该非线性跟踪控制算法的有效性 .

关键词：移动机器人实验平台伺服电机非完整机器人解耦控制轧迹跟踪

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非完整移动机器人编队的滑模控制

机器人 2006年第4期28卷 428-432页

作者：俞辉王永骥徐建省华中科技大学控制科学与工程系

提出了一个非线性滑模控制器,协调一组非完整移动机器人以取得合乎要求的编队.考虑了两个机器人组成的领航者—跟随者机器人模型,通过滑模控制使它们沿预定的轨迹运动并保持预定的相对距离、方位角及运动方向.运用传统的李亚普诺夫理论... 详细信息

提出了一个非线性滑模控制器,协调一组非完整移动机器人以取得合乎要求的编队.考虑了两个机器人组成的领航者—跟随者机器人模型,通过滑模控制使它们沿预定的轨迹运动并保持预定的相对距离、方位角及运动方向.运用传统的李亚普诺夫理论研究了闭环系统的稳定性.在合理的假设下,从理论上证明了存在有界干扰情形下机器人编队的渐近稳定性,即所设计的滑模控制器使得相对距离误差、方位角误差及运动方向误差渐近稳定.最后,给出了两台机器人情形的数值仿真例子来验证该方法的有效性.

关键词：非完整机器人机器人编队滑模控制领航者一跟随者

世界坐标系下非完整轮式移动机器人转弯轨迹的时域非微分描述方程

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北京工业大学学报 2017年第8期43卷 1161-1167页

作者：杨鹏蔡俊奇孙昊韩雪晶河北工业大学控制学院天津300130 智能康复装置与辅具教育部工程研究中心天津300130

为了解决机器人路径规划模块在为非完整轮式移动机器人规划路径时,若要实现规划轨迹平滑且完全满足机器人的运动学约束,则需要精确的机器人工作环境的地图信息,从而大幅度地增加了路径规划算法的计算量的问题,首先利用较为粗略的环境地... 详细信息

为了解决机器人路径规划模块在为非完整轮式移动机器人规划路径时,若要实现规划轨迹平滑且完全满足机器人的运动学约束,则需要精确的机器人工作环境的地图信息,从而大幅度地增加了路径规划算法的计算量的问题,首先利用较为粗略的环境地图信息规划路径,再将机器人转弯部分的路径进行函数插值,使整个路径规划满足机器人运动学约束且计算量增加较少.现有的机器人轨迹描述方程不能满足对机器人转弯轨迹进行精确插值的需要,因此提出分别利用曲线拟合法和泰勒插值法来构建非完整轮式移动机器人转弯轨迹的时域非微分描述方程.实验结果显示,所述机器人轨迹非微分时域描述方程可以用于对机器人路径规划的插值,降低了算法的计算量.

关键词：非完整机器人轨迹描述时域非微分插值

基于数据驱动的非完整移动机器人运动控制的研究

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数学的实践与认识 2019年第5期49卷 171-176页

作者：杨莉张亚楠王婷婷东北石油大学电气信息工程学院黑龙江大庆163318

智能车辆驱动控制系统和转向控制系统是一个典型的多输入多输出的强耦合系统,当系统老化、轮胎磨损或是电池电压不稳定的情况模型难以精确建立.基于数据驱动原理,直接利用实测的速度以及舵机角度等信息,辨识控制器的参数,从而避开模型... 详细信息

智能车辆驱动控制系统和转向控制系统是一个典型的多输入多输出的强耦合系统,当系统老化、轮胎磨损或是电池电压不稳定的情况模型难以精确建立.基于数据驱动原理,直接利用实测的速度以及舵机角度等信息,辨识控制器的参数,从而避开模型辨识的过程,简化控制器设计,提高控制精度.仿真结果表明,方法具有较好的控制效果和较强的扰动抑制能力.

关键词：数据驱动非完整机器人系统辨识预测控制

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基于反步法的有限时间机器人环航控制器设计

自动化学报 2019年第3期45卷 540-552页

作者：张春燕盛安冬戚国庆李银伢南京理工大学自动化学院

以二维运动目标的环航跟踪为背景,在非完整机器人速度受限情形下,设计了一类以规定环绕速率沿固定半径跟踪目标的控制器.首先,由极坐标系下的环航系统模型,利用反步法给出了一种使系统达到渐近稳定的控制器.进一步,考虑机器人在有限时... 详细信息

以二维运动目标的环航跟踪为背景,在非完整机器人速度受限情形下,设计了一类以规定环绕速率沿固定半径跟踪目标的控制器.首先,由极坐标系下的环航系统模型,利用反步法给出了一种使系统达到渐近稳定的控制器.进一步,考虑机器人在有限时间内达到跟踪要求的工程需求,利用饱和函数和Lyapunov稳定性理论,设计了一种使机器人运动轨迹在有限时间内收敛到期望轨迹的有限时间饱和控制器.最后,数值算例验证了所提控制律的有效性.

关键词：环航跟踪非完整机器人反步法输入饱和有限时间稳定

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一类非完整多机器人跟踪控制

数学学习与研究 2018年第13期 137-138页

作者：杨光艳李星李天琪中国地质大学(武汉)数学与物理学院

近年来,移动机器人技术已得到世界各国的普遍关注.机器人的跟踪控制更是成为机器人系统研究的热点.本论文研究一类非完整多机器人的跟踪控制,提出一种循环跟踪方案.车辆之间的交互以合作行为出现,组内的小车最终会以恒定的速度和固定的... 详细信息

近年来,移动机器人技术已得到世界各国的普遍关注.机器人的跟踪控制更是成为机器人系统研究的热点.本论文研究一类非完整多机器人的跟踪控制,提出一种循环跟踪方案.车辆之间的交互以合作行为出现,组内的小车最终会以恒定的速度和固定的相对间距在一个圆圈内运动.跟踪控制方案可确保最终的车辆轨迹的有界性,与其他车辆可能会发散到无穷大的循环跟踪控制方案相比,此方案会随着车辆总数的增加,形成更稳定的平衡多边形.利用MATLAB仿真,验证了理论结果的正确性.

关键词：非完整机器人协同控制循环跟踪直线跟踪

虚拟仿真环境研究及在机器人编队控制中的应用

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虚拟仿真环境研究及在机器人编队控制中的应用

作者：刘欢华南理工大学

学位级别：硕士

在机械动力系统设计中,虚拟仿真技术被广泛应用,它能够缩短开发周期、节约制造成本,具有可视化强、易于调节的特点。为提高控制器的可行性,本文将虚拟仿真的应用拓展到控制系统设计。研究了RecurDyn动力学分析软件和MATLAB/Simulink控... 详细信息

在机械动力系统设计中,虚拟仿真技术被广泛应用,它能够缩短开发周期、节约制造成本,具有可视化强、易于调节的特点。为提高控制器的可行性,本文将虚拟仿真的应用拓展到控制系统设计。研究了RecurDyn动力学分析软件和MATLAB/Simulink控制软件构成的虚拟仿真环境,并将其应用在机器人研究中。编队控制是多机器人研究的重要内容,被广泛应用于搬运、探测和救援等。本文以多机器人编队为研究对象,在虚拟仿真环境下设计编队控制器,并根据控制效果对控制参数反复修改,最终实现多机器人系统的三角形编队,体现该仿真环境的可行性、友好性,为多机器人系统的仿真研究提供了一种新方法。主要工作如下: 1、虚拟仿真环境的研究: ①研究了RecurDyn和MATLAB/Simulink之间的接口RecurDyn/Control,并得出两种软件联合仿真的可行性的结论。 ②在RecurDyn中建立地面和非完整移动机器人三维实体模型,并选择合适的轮胎模型,然后施加约束和驱动,使虚拟模型能反映真实物理样机。通过直线运动和圆周运动实验,验证机器人实体模型的正确性,从而确保虚拟仿真结果的可靠性。 ③设计了两组虚拟仿真和数学仿真对比实验—机器人跟踪圆形轨迹和分段线性轨迹,根据仿真结果的对比总结出虚拟仿真的众多优点。 ④将虚拟仿真环境应用在机器人路径规划和跟踪上,仿真结果表明:虚拟仿真不仅可以完成简单的仿真任务,对于轨迹规划跟踪这类复杂任务也能完全胜任。 2、虚拟仿真环境在机器人编队控制上的应用: ①对几种具有代表性的编队策略和实现技术进行对比,并通过输入输出反馈线性化方法对其中领航跟随法的SBC、SSC和SDoC编队算法进行推导,根据算法需求在RecurDyn中定义模型的输入输出变量,然后在Simulink中建立相应的编队控制器。 ②通过RecurDyn和MATLAB/Simulink软件的接口,将三维仿真模型导入到Simulink中,并将RecurDyn Plant模型的四个输入及十三个输出端子和编队控制模型完美的结合在一起,形成一个闭合的编队机器人控制系统模型。 ③根据仿真动画和曲线图,对仿真结果进行分析,并指出今后有待改进的地方。

关键词：虚拟仿真非完整机器人编队控制