多智能體系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)者路徑規(guī)劃與編隊(duì)控制研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著研究的不斷深入和發(fā)展，多智能體編隊(duì)協(xié)同控制已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。其中，多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)作為最典型的多智能體系統(tǒng)，更是成為了研究的熱點(diǎn)之一。從應(yīng)用角度出發(fā)，本文研究了多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的編隊(duì)控制問(wèn)題，且在編隊(duì)控制基礎(chǔ)上對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行了合理規(guī)劃并加以控制。除此之外，本文也對(duì)更具有抽象性和一般性的非線性多智能體的編隊(duì)控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。論文的主要工作和創(chuàng)新之處如下：
　　(1)對(duì)于領(lǐng)導(dǎo)者的路徑規(guī)劃問(wèn)題，提出一種基

2、于柵格法搜尋與遺傳算法相結(jié)合的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃算法。首先，利用柵格法對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行建模。其次，設(shè)計(jì)了路徑生成算子和優(yōu)化算子用于生成初始路徑；設(shè)計(jì)了索引搜索算子用于保證路徑在遺傳優(yōu)化過(guò)程中的連通性和避障要求。最后，通過(guò)在不同復(fù)雜度的環(huán)境下對(duì)算法進(jìn)行了大量仿真實(shí)驗(yàn)，并且在搜索時(shí)間和尋優(yōu)能力方面與其他常見(jiàn)的規(guī)劃算法進(jìn)行了比較，表明了算法的有效性和優(yōu)越性。
　　(2)采用領(lǐng)導(dǎo)-跟隨方式對(duì)多移動(dòng)機(jī)器人編隊(duì)控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，采用

3、不依賴系統(tǒng)模型的模糊控制方法進(jìn)行路徑跟蹤控制。對(duì)跟隨者，設(shè)計(jì)了合適的控制律使其與領(lǐng)導(dǎo)者的相對(duì)距離和角度收斂到給定值，從而實(shí)現(xiàn)編隊(duì)控制。通過(guò)數(shù)值仿真及實(shí)際場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了算法的有效性和實(shí)用性。
　　(3)針對(duì)具有控制時(shí)延的二階非線性多智能體系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)其穩(wěn)定編隊(duì)的迭代學(xué)習(xí)控制算法，并給出了收斂證明性。由于該迭代學(xué)習(xí)控制算法放寬了對(duì)迭代初值的限定，從而滿足了各個(gè)智能體在初始位置隨機(jī)分布時(shí)的編隊(duì)控制要求。最后，通過(guò)仿