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《吉林大学》 2009年
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群体机器人系统协同行为研究

杨永明  
【摘要】: 本文对群体机器人协同行为进行了系统、深入的研究。实现了群体机器人运动层协调与任务层协作,构建了描述群体机器人系统动态变化情况的数学模型,并利用数学模型对群体协同行为进行分析。对于运动层协调,分别结合Boid模型及社会势场,实现了群体机器人在复杂、未知环境中聚集队形的形成和保持;通过引入阈值及柔性社会势场机制提高了聚集队形控制策略的运行效率。对于任务层协作,提出了基于反应阈值模型的任务分配策略,有效地实现了群体机器人的劳力分配与调整。当环境或系统需求发生变化时,该任务分配策略能够对劳力分配进行相应的调整,以满足系统需求;通过引入局部通信机制实现了资源信息的共享,有效地改善了任务分配策略的性能。对于数学模型的构建与分析,首先归纳出群体机器人系统主要状态间的转换关系,然后根据比率方程构建描述不同状态机器人数量动态变化情况的方程,最后通过构建联立方程组得到群体的数学模型;利用所构建的数学模型分析了相关参数及控制策略对群体机器人协同行为的影响。 本文研究得到了国家自然科学基金项目“复杂环境下群体机器人系统协同适应性理论与方法研究”(60675057)的资助。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨茂;群体机器人系统分布式协同控制方法与协同行为分析[D];吉林大学;2010年
2 王平;空间自主在轨服务航天器近距离操作运动规划研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘宗春;群体机器人系统协同一致行为控制算法设计与仿真研究[D];吉林大学;2011年
2 李成凤;群体自主机器人系统分布式优化与一致性控制[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 冯伟兴;群体机器人的运动行为基础研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 陈世明;基于局部信息的若干群体行为研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 梅昊;群体机器人系统协同适应性研究[D];吉林大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 喻洪流;钱省三;关慎远;;机电复杂系统的智能控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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5 黄天云;王晓楠;陈雪波;徐望宝;;基于多任务的组群机器人系统结构分析与设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 王红;周越;;移动机器人的分层式运动规划方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 谢文龙;苏剑波;;一种新的机器人系统规划与协调策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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9 仲朝亮;刘士荣;吕强;;RobSim:一种多移动机器人仿真系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 李磊民;刘刚;;基于MAS和传感器信息的多机器人协作研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张子迎;多机器人协作及环境建模技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 宋岩;基于多Agent和本体的散杂货港口集团船舶调度系统研究[D];北京交通大学;2011年
7 郑立刚;煤粉射流的高温空气燃烧特性与燃煤锅炉低NO_x燃烧优化研究[D];浙江大学;2009年
8 傅朝阳;面向实时任务求解的自治服务协同模型、形式语义及其验证[D];浙江大学;2010年
9 王强;空间信息服务聚合的关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 梁朝霞;基于生物网络的下一代网络电信业务平台研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
3 马迪;图像分割中的边缘检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张家飞;机器人群体协同任务规划与协调避碰[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杜峰;某型机器人的路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 周雅琴;集群机器人无线网络时间同步与定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 肖云云;基于多Agent船舶电力系统网络重构技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 纪兴;基于行为的多机器人体系结构研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 石丽丽;智能优化算法对比研究及其在船体双底结构优化中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王盼盼;基于负载均衡的无线传感器网络路由协议研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤亮,徐世杰;灵敏小卫星能量/姿态一体化控制研究[J];北京航空航天大学学报;2005年06期
2 刘成林;田玉平;;具有不同通信时延的多个体系统的一致性[J];东南大学学报(自然科学版);2008年01期
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5 杨丽艳;郑毓蕃;;带有一般非线性结构的觅食群体的稳定性分析[J];复杂系统与复杂性科学;2009年02期
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9 仲维国;崔平远;崔祜涛;;航天器复杂约束姿态机动的自主规划[J];航空学报;2007年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 仲宇;分布式强化学习理论及在多机器人中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
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4 俞辉;多智能体机器人协调控制研究及稳定性分析[D];华中科技大学;2007年
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7 雷斌;群体机器人系统合作控制问题研究[D];武汉理工大学;2009年
8 杨茂;群体机器人系统分布式协同控制方法与协同行为分析[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 梅昊;群体机器人系统协同适应性研究[D];吉林大学;2007年
2 齐心跃;基于强化学习的多机器人任务分配算法研究[D];吉林大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 段俊花;朱怡安;钟冬;;群智能在多智能体系统中的应用研究进展[J];计算机科学;2012年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘宗春;群体机器人系统协同一致行为控制算法设计与仿真研究[D];吉林大学;2011年
2 侯忠成;面向空间捕获的机器人路径规划与控制器设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
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5 李成凤;群体自主机器人系统分布式优化与一致性控制[D];吉林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 成巍,李喜斌,孙俊岭,袁建平,徐玉如;仿生水下机器人运动控制方法研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 洪伟;移动机器人系统中分布式传感器信息融合方法及路径规划问题的研究[D];吉林大学;2004年
2 仲宇;分布式强化学习理论及在多机器人中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许美健;王雷;唐敦兵;万敏;袁伟东;;基于IAGA的制造系统任务分配动态自适应决策研究[J];机械科学与技术;2009年12期
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6 刘淑华;张嵛;付帅;吴洪岩;;基于粒子群蚁群算法的多机器人任务分配方法[J];东北师大学报(自然科学版);2009年04期
7 袁伟东;唐敦兵;王雷;顾文斌;汤定山;;基于遗传算法的动态任务分配研究[J];中国制造业信息化;2010年03期
8 陈庆枝;;无线传感器网络任务分配的粒子群优化算法[J];广西工学院学报;2009年03期
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10 汪毅;郭立峰;;基于遗传算法的雷达网任务分配[J];微计算机信息;2006年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王金利;芮丰;罗庆吉;胡军;王宝松;;20MN液压支架试验台同步升降控制系统建模研究[A];煤矿安全、高效、洁净开采——机电一体化新技术学术会议论文集[C];2009年
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6 党耀国;刘思峰;叶耀军;;农业产业化经营评价指标体系及数据模型[A];2001年中国管理科学学术会议论文集[C];2001年
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8 张玉东;董丽君;;铁道机车车辆液压减振器系统仿真研究[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 刘军红 中国现代国际关系研究院学者;数学模型的驱动器[N];东方早报;2007年
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10 王小龙;美开发出交通拥堵数学模型[N];科技日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨永明;群体机器人系统协同行为研究[D];吉林大学;2009年
2 吴细秀;开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验[D];华中科技大学;2005年
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4 蒋海洋;分子筛膜的制备和新型分子筛膜反应器[D];天津大学;2004年
5 谢红;五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究[D];同济大学;2007年
6 万玉芹;静电纺丝过程行为及振动静电纺丝技术研究[D];东华大学;2006年
7 白义奎;日光温室燃池—地中热交换系统研究[D];沈阳农业大学;2007年
8 李孜军;硫化矿石自燃机理及其预防关键技术研究[D];中南大学;2007年
9 刘凯;弧齿锥齿轮数控铣齿机运动分析及控制系统研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 田利伟;室内环境颗粒物浓度预测模型及污染控制策略研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 王琼娥;双螺杆真空泵转子型线设计与仿真研究[D];浙江大学;2005年
3 马坤霞;FTSC薄板坯连铸夹杂物行为研究[D];河北理工大学;2005年
4 冯玉蓉;模拟退火算法的研究及其应用[D];昆明理工大学;2005年
5 任礼英;一种新型自动离合器及其控制系统的应用研究[D];重庆大学;2005年
6 张雨英;旋叶式压缩机的数值模拟与工作过程仿真[D];重庆大学;2005年
7 刘辉;隔爆兼本安直流稳压开关电源的研究[D];西安科技大学;2005年
8 刘小莹;可转位浅孔钻钻削力数值仿真及参数优化[D];西华大学;2005年
9 段光磊;荆江石首段码头建设对行洪影响研究[D];河海大学;2005年
10 陈丽娜;基于遗传算法的试题库组卷方法研究[D];华东师范大学;2006年
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