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多自主体系统的多变量轨迹规划与协作控制

邢少民  
【摘要】:目前,多自主体技术已经广泛应用在了工业、军事、经济等领域。利用多自主体技术可以简化复杂系统的建模过程,着重分析系统的整体性能。本课题的主要研究内容是多自主体系统的多变量控制。在多自主体系统中,自主体个体是系统组成和研究的基础,而系统的核心研究问题是自主体个体之间的协调与合作。 本文中首先对单自主体的轨迹规划问题,提出了一种基于去伪控制方法的无模型自适应轨迹跟踪控制器的设计方法。针对单自主体的轨迹规划控制律,利用基于数据驱动的去伪控制方法,通过对自主体速度变量和角度变量的协调控制,设计了一种无模型自适应轨迹跟踪控制器,实现了单自主体平稳、快速、准确的跟踪期望轨迹并躲避运动过程中遇到的障碍物。 在对单自主体研究的基础上,提出了一种基于接收信号强度指示的多变量群集控制律。针对实际环境中自主体之间相对距离不能够精确获得的问题,引入了基于接收信号强度指示的控制策略调整自主体之间的相对距离。通过把自主体的运动速度、运动方向和接收信号强度指示三个变量进行融合,给出了多变量融合参数,同时提出了多变量群集控制律,实现了多自主体系统的群集控制。 多自主体系统完成群集之后,在执行某些特定任务时,需要保持特定的队形,本文中提出了一种分布式圆形编队控制算法。通过对多自主体系统局部坐标系建立与编号分配过程的研究,给出了基于自主体之间局部信息交互的分布式圆形编队控制算法,实现了多自主体系统的圆形编队并保持队形的稳定性。


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