摘要：编队控制是多机器人系统研究的核心问题之一,具有广泛的研究价值。针对编队问题,通过对轮式差分驱动机器人运动模型进行分析,并设计相应的控制器。在传统的领航-跟随模型上,引入“虚拟机器人”,将跟随者机器人对领航者机器人的轨迹跟踪转换为跟随者对“虚拟领航者”的轨迹跟踪。首先,预设定实际领航者机器人的行进路径,由实际领航者引导运动方向的运动轨迹被视为主轨迹,虚拟机器人通过数据产生参考点从而生成参考轨迹,跟随者机器人通过对参考轨迹的跟踪与“虚拟领航者”构成轨迹误差跟踪系统。然后通过Lyapunov的控制理论验证控制器的理论可行性,最后在MATLAB/Simulink仿真平台进行实验,通过改变控制参数来使机器人形成相应的期望队形,在较短的时间内,跟随机器人对参考轨迹的跟踪误差趋向于0且速度收敛,验证了编队系统的可行性。

摘要：传统编队协调控制方易产生部分路径数据丢失,机器人产生方向角误差大,为此设计基于激光传感探测技术的多机器人编队协调控制方法。利用激光传感探测技术获取机器人路径数据,采用一致性数值关系更新获取得到的路径数据,设定分散参数控制路径数据发生丢失,制定机器人编队规则,积分处理机器人在行驶路径上产生的滑面,设计机器人终端协调控制策略,最终完成编队协调控制过程。测试结果表明:编队协调控制方法产生的方向角误差在0.2°左右,其他对比方法的方向角误差在0.5°以上,误差偏大,因此,本方法更完善。

摘要：编队控制是多机器人协调控制系统设计中的典型问题,本文阐述了一种基于行为的混合分层体系结构,该系统以基于反应式结构的三种基本行为为基础,运用加权平均的行为选择机制进行控制。经过仿真实验证明,该算法能实现多机器人在有障碍物情况下自动避障,并在远离障碍物时自动恢复队形,达到了良好的编队控制效果。

摘要：本文利用Matlab强大的运算能力,结合"智能控制系统"理论课程的学习,设计了多机器人编队的动态仿真实验。教学实践表明,这种学习方法促进了理论教学与实验教学的有机结合,加深了学生对基本概念和方法的理解,提高了学生的创新意识和解决问题的能力。

摘要：针对多机器人编队规划算法在多障碍物区域路径规划与编队保持能力较弱的问题,提出一种自适应采样目标引力双向RRT^(*)(Adaptive sampling target gravitational bidirectional RRT^(*),ATB-RRT^(*))与改进动态窗口法(Dynamic window approach,DWA)的融合算法。引入自适应采样与目标引力机制改进双向RRT^(*)算法,改善算法随机性;引入新节点删除策略删除低质量节点,提高算法效率;设计领航跟随型机器人编队控制器,并利用全局路径点改进DWA算法,增强编队在遇到动态障碍后的编队保持能力。仿真实验表明,ATB-RRT^(*)算法相比双向RRT^(*)算法的效率有明显提升,应用改进DWA算法的多机器人编队有较强的编队保持能力。

摘要：虚拟结构法可以使多机器人保持高精度的队形编队,本文提出一种基于进化算法的虚拟结构优化模型,以虚拟队形中心坐标和第一个预定节点的方向角为设计变量,通过进化迭代得到最优的期望队形和各机器人与固定节点的分配方法。仿真结果表明,该方法能够让多机器人形成期望的正n边形编队和直线型编队。

摘要：本文研究了基于领航跟随法的多机器人系统编队控制问题.首先,基于队形约束,给出跟随者期望的轨迹,将编队问题转化为单个跟随者的轨迹跟踪问题.在此基础上,基于双幂次滑模趋近律,设计了跟随者的线速度和角速度控制器,保证了跟踪误差能够快速收敛到零,从而保证了编队队形的稳定.最后,通过仿真验证了所提方法的有效性.

摘要：针对有限环境内因移动机器人数量增加造成的运动过程中的运动轨迹冲突增多的问题,提出了一种基于编队一致性的多机器人运动规划方法。结合基于弹簧力映射的编队避障模型和一致性改进模型来保证编队避障的效率;增加领航机器人的共享避障信息,并加入动态速度限制函数保证运动中队形的保持。最后,设计了有、无动态冲突的车间仿真环境,对5~20个机器人组成的编队进行了运动规划实验。结果表明:在无动态冲突环境和有动态冲突环境中,20个机器人编队路径长度均值比5个机器人编队仅分别增加4.70%和1.65%。提出的运动规划方法能够对多机器人进行有效调节,对于机器人数量的变化影响具有较好的稳定性。

摘要：针对微小型移动机器人的路径寻优及编队问题,提出了路径规划与轨迹跟踪相结合的方法来实现多机器人的编队任务。首先提出了基于传统蚁群算法的改进算法,仿真结果证明,改进算法通过改进参数及初始信息素矩阵,使其收敛速度提高了50%,全局寻优能力提高了30%。其次设计了基于李雅普诺夫算法的轨迹跟踪控制器,仿真结果证明,其误差最终趋于0,验证了该控制器的稳定性。最后结合李雅普控制器和路径寻优算法,实现了多机器人在最优路径上的稳定编队。

摘要：针对差速驱动轮式移动机器人的队形可变编队控制问题,首先基于领航跟随法将编队分解为领航机器人与跟随机器人对,控制任务转化为跟随机器人与领航机器人间的可变期望距离和角度的跟踪控制。然后通过定义控制状态误差变量在直角坐标系中导出误差控制模型,运用输入输出线性化方法设计了以驱动轮转速为控制输入的控制器,并编写了控制算法和绘制了控制器结构图。最后,利用仿真研究验证了所提控制器的有效性与合理性,通过对编队控制系统误差的渐近稳定,实现了实时编队控制目标。