2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、多智能體系統(tǒng)的研究始于對自然界中生物集群現(xiàn)象的探索,研究者們從生物學(xué)、數(shù)學(xué)、人工智能、通信科學(xué)及計算機科學(xué)各個角度抽象出多智能體系統(tǒng)的基本模型并總結(jié)其基本控制規(guī)律。憑借著低成本、高效率、高靈活性、高容錯性及易于部署等諸多優(yōu)點,多智能體系統(tǒng)迅速成為世界范圍內(nèi)的研究焦點。作為一類特殊的多智能體系統(tǒng),多剛體系統(tǒng)具有多智能體系統(tǒng)的上述所有優(yōu)點,又因其在分布式航天器系統(tǒng)、群體機器人系統(tǒng)、多無人機系統(tǒng)及分布式攝像機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等諸多工程應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛適

2、用性,使其受到越來越多的研究者關(guān)注。姿態(tài)協(xié)同控制是多剛體系統(tǒng)的一個核心研究課題,在航天器及機器人編隊、分布式視頻檢測等工程應(yīng)用中具有重要價值,其目的在于通過設(shè)計分布式姿態(tài)協(xié)同控制器使系統(tǒng)中所有的剛體姿態(tài)達到所期望的狀態(tài)。但由于剛體姿態(tài)控制模型的狀態(tài)方程及狀態(tài)空間的非線性特性,使得對多剛體系統(tǒng)姿態(tài)協(xié)同控制的分析較為復(fù)雜,目前對其研究尚處于初步階段?,F(xiàn)有研究較少深入考慮在執(zhí)行器故障、系統(tǒng)參數(shù)未知及外部干擾等因素下高性能控制器設(shè)計問題,同時缺

3、乏對網(wǎng)絡(luò)通信壓力問題的有效解決手段。此外,現(xiàn)有的對建立在非線性流形SO(3)上的多剛體系統(tǒng)所設(shè)計的姿態(tài)協(xié)同控制器僅能完成較為簡單的控制任務(wù),對于復(fù)雜的控制任務(wù)尚缺乏深入探討。
  本文在綜述現(xiàn)有研究文獻的基礎(chǔ)上,分析了目前多剛體系統(tǒng)姿態(tài)協(xié)同控制研究中存在的不足,進一步地,針對若干關(guān)鍵問題展開研究。全文主要內(nèi)容概括如下:
  研究了魯棒有限時間姿態(tài)協(xié)同控制問題。由于在有限時間控制策略下系統(tǒng)往往能夠獲得更高的控制精度、更好的抗干

4、擾性及更快的穩(wěn)定速度,為此我們結(jié)合變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制的思想設(shè)計了多剛體系統(tǒng)有限時間分布式姿態(tài)協(xié)同控制器,使得系統(tǒng)中所有追隨者剛體的姿態(tài)能夠在有限時間內(nèi)進入由領(lǐng)導(dǎo)者剛體構(gòu)成的凸包中。在設(shè)計過程中我們綜合考慮了驅(qū)動器故障、外部干擾及系統(tǒng)參數(shù)未知等因素的影響,所設(shè)計的控制器更具應(yīng)用價值。
  研究了基于事件觸發(fā)機制的姿態(tài)協(xié)同控制問題。在工程應(yīng)用中,為了執(zhí)行以往文獻中所設(shè)計的姿態(tài)協(xié)同控制器,剛體間需要經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)等周期地進行信息交互。

5、這種過于保守的信息交互方式會增加網(wǎng)絡(luò)通信壓力,進而出現(xiàn)通信時滯、丟包甚至控制任務(wù)失敗的情況。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生,考慮到實際應(yīng)用問題中網(wǎng)絡(luò)壓力因素的影響,我們將事件觸發(fā)機制引入到多剛體系統(tǒng)姿態(tài)協(xié)同控制問題中,針對系統(tǒng)中的每個剛體設(shè)計了相應(yīng)的分布式觸發(fā)流程。在確??刂迫蝿?wù)有效完成的基礎(chǔ)上,使得系統(tǒng)中每個剛體能夠以離散的形式按需地發(fā)送自身信息,從而大幅度降低了網(wǎng)絡(luò)通信壓力并實現(xiàn)了個體節(jié)能。
  分析了流形SO(3)上的多剛體系統(tǒng)姿態(tài)協(xié)同

6、控制問題。為了更加精準(zhǔn)地描述剛體姿態(tài)運動規(guī)律,我們研究了在非線性流形SO(3)上的多剛體系統(tǒng)姿態(tài)協(xié)同控制問題。我們針對每個剛體引入了位于李代數(shù)so(3)中的虛擬變量,基于此變量運用非線性流形的相關(guān)知識及漸近自治系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論,設(shè)計了基于一致性協(xié)議的姿態(tài)協(xié)同構(gòu)形控制器,使得流形SO(3)上的多剛體系統(tǒng)能夠完成更為復(fù)雜的姿態(tài)協(xié)同控制任務(wù)。
  探討了流形SO(3)上的多群組剛體系統(tǒng)事件觸發(fā)姿態(tài)協(xié)同控制問題。運用流形SO(3)上的控制

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