[1]李苗,刘忠信,陈增强.一种多非完整移动机器人分布式编队控制方法[J].智能系统学报,2017,12(1):88-94.[doi:10.11992/tis.201512021]
LI Miao,LIU Zhongxin,CHEN Zengqiang.A distributed formation control method formultiple nonholonomic mobile robots[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2017,12(1):88-94.[doi:10.11992/tis.201512021]
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《智能系统学报》[ISSN 1673-4785/CN 23-1538/TP] 卷:
12
期数:
2017年第1期
页码:
88-94
栏目:
学术论文—智能系统
出版日期:
2017-02-25
- Title:
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A distributed formation control method formultiple nonholonomic mobile robots
- 作者:
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李苗1,2, 刘忠信1,2, 陈增强1,2
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1. 南开大学津南校区 计算机与控制工程学院, 天津 300353;
2. 天津市智能机器人技术重点实验室, 天津 300353
- Author(s):
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LI Miao1,2, LIU Zhongxin1,2, CHEN Zengqiang1,2
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1. College of Computer and Control Engineer, Jinnan Campus, Nankai University, Tianjin 300353, China;
2. Tianjin Key Laboratory of Intelligent Robotics, Tianjin 300353, China
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- 关键词:
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非完整移动机器人; 编队控制; 一致性; 分布式控制
- Keywords:
-
nonholonomic mobile robots; formation control; consensus; distributed control
- 分类号:
-
TP18
- DOI:
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10.11992/tis.201512021
- 摘要:
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本文研究了多非完整移动机器人编队控制算法。在该算法中,参考轨迹被视为虚拟领导者,只有部分机器人可以接收到领导者信息,机器人之间只能进行局部信息交互。利用坐标变换将机器人系统的编队问题转化为变换后系统的一致性问题,在持续激励的条件下,设计了一种分布式控制算法,通过图论与Lyapunov 理论证明了该分布式控制算法可以使移动机器人队伍指数收敛于期望队形,并使队形的几何中心指数收敛到参考轨迹。最后,数值仿真验证了该控制算法的有效性。
- Abstract:
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This paper addresses the algorithm of formation control for multiple nonholonomic mobile robots. The reference trajectory was represented by a virtual leader whose states were available to a subset of the following mobile robots and the robots only interacted with each other locally. Coordinate transformation was proposed to convert the formation control problem for multiple nonholonomic mobile robots into a state consensus problem. Under the restriction of persistent excitation on reference trajectories, distributed control laws were proposed for achieving the formation control objectives. Using the Lyapunov function and graph theory, rigorous proofs show that the group of mobile robots can exponentially converge to a desired geometric formation pattern and its centroid can move along the reference trajectory. The validity of the proposed control method is verified by numerical simulation.
备注/Memo
收稿日期:2015-12-12;改回日期:。
基金项目:国家自然科学基金项目(61573200,61273138);天津市自然科学基金项目(13JCYBJC17400,14JCYBJC18700,14JCZDJC39300).
作者简介:李苗,女,1991年生,硕士研究生,主要研究方向为多智能体系统控制、人工智能系统与控制;刘忠信,男,1975年生,教授,博士生导师,中国人工智能学会智能空天系统专业委员会委员、中国智能物联系统建模与仿真专业委员会委员,主要研究方向为多智能体系统、复杂动态网络、计算机控制与管理;陈增强,男,1964年生,教授,博士生导师,主要研究方向为智能预测控制、混沌系统与复杂动态网络、多智能体系统控制。
通讯作者:刘忠信.E-mail:lzhx@nankai.edu.cn.
更新日期/Last Update:
1900-01-01