基于圖拉普拉斯的多自主體系統(tǒng)分布式運(yùn)動(dòng)編隊(duì)控制.pdf

1、基于廣闊的應(yīng)用前景和前所未有的理論挑戰(zhàn)，多自主體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制成為了多個(gè)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。其中，運(yùn)動(dòng)編隊(duì)協(xié)調(diào)控制是多自主體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制中一個(gè)備受關(guān)注的研究課題，它旨在研究如何控制一個(gè)多自主體系統(tǒng)形成一個(gè)具有期望的幾何隊(duì)形，并實(shí)現(xiàn)以同步的速度運(yùn)動(dòng)。然而，在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)合中，多自主體系統(tǒng)在形成運(yùn)動(dòng)編隊(duì)的同時(shí)，可能會(huì)遇到障礙物，或者自主體之間可能會(huì)發(fā)生碰撞，或者因傳感器的檢測(cè)半徑有限而導(dǎo)致自主體之間的通信鏈路中斷等不可預(yù)料的情況。因此，

2、研究具有良好環(huán)境適應(yīng)性的運(yùn)動(dòng)編隊(duì)控制對(duì)其推廣到實(shí)際應(yīng)用具有很重要的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者-跟隨者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎碌亩嘧灾黧w系統(tǒng)，提出一種基于圖拉普拉斯的分布式運(yùn)動(dòng)編隊(duì)控制方法。針對(duì)具有一階運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和二階動(dòng)力學(xué)模型的多自主體系統(tǒng)，分別給出了可以保證全局漸近收斂的分布式運(yùn)動(dòng)編隊(duì)控制策略。此外，觀察到如果對(duì)隊(duì)形進(jìn)行伸縮控制，那么多自主體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)編隊(duì)在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下可以通過(guò)隊(duì)形伸縮來(lái)具有更好的適應(yīng)性。因此，將該控制方法進(jìn)

3、行擴(kuò)展，分別針對(duì)具有一階運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和二階動(dòng)力學(xué)模型的多自主體系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者施加距離約束來(lái)實(shí)現(xiàn)具有隊(duì)形伸縮可控特性的運(yùn)動(dòng)編隊(duì)控制，有效提高了運(yùn)動(dòng)編隊(duì)的環(huán)境適應(yīng)性。⑵針對(duì)無(wú)領(lǐng)導(dǎo)者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎碌亩嘧灾黧w系統(tǒng)，提出了一種基于圖拉普拉斯的完全分布式運(yùn)動(dòng)編隊(duì)控制方法。該控制方法從控制參數(shù)設(shè)計(jì)到控制算法實(shí)現(xiàn)，貫穿了分布式控制的思想，所以，該控制方法稱之為完全分布式控制。針對(duì)具有一階運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和二階動(dòng)力學(xué)模型的多自主體系統(tǒng)，本文分別給出了基于圖拉普拉