基于事件驱动分布式优化的多机器人信号源定位控制方法研究

发布时间：2023-05-23 20:07

　　目前,关于多机器人合作控制的研究与应用在国防军事、生产生活等领域都取得了迅速发展。智能机器人协作控制算法使得多机器人系统具有鲁棒性、智能性和可扩展性。但由于控制任务的扩大,通信带宽资源和计算机算力的限制,使用连续时间通信的多机器人控制算法在应用上具有局限性。如何减少含有代价函数的移动机器人控制器的更新频率,缓解通信压力这一类问题开始得到关注。本文以轮式差速移动机器人作为研究对象,设计了基于事件驱动的分布式优化算法,并分别对该算法的有限时间一致性和固定时间一致性特性进行分析。主要工作内容如下:本文首先对轮式差速移动机器人的运动学模型进行分析,将控制变量转换为移动机器人的左轮和右轮速度;在无向图的基础上,分析事件驱动的序列,设计了基于事件驱动通信的有限时间一致性分布式优化算法,该算法不仅节约了移动机器人之间的通信资源,而且能够处理含代价函数的凸优化问题;基于相关定理、引理,计算出基于事件驱动的有限时间一致性分布式优化算法的多机器人系统在有限时间内稳定的条件;结合基于粒子滤波的信号源定位算法,设计仿真实验,并且从事件驱动率和信号源定位的精度评价该事件驱动有限时间一致性分布式优化算法的可行性。...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 分布式优化研究现状
        1.2.2 事件驱动通信研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 多机器人合作控制预备知识
    2.1 引言
    2.2 图论
    2.3 机器人运动学模型
    2.4 多机器人一致性控制算法
        2.4.1 连续时间一致性
        2.4.2 有限时间一致性
        2.4.3 固定时间一致性
    2.5 粒子滤波算法
        2.5.1 重要性采样
        2.5.2 重采样
        2.5.3 信号源定位算法
    2.6 本章小结
第3章 基于事件驱动的有限时间一致性分布式优化算法
    3.1 引言
    3.2 控制器设计
    3.3 稳定性分析
        3.3.1 预备引理
        3.3.2 证明
    3.4 仿真研究
        3.4.1 仿真环境
        3.4.2 结果分析
    3.5 本章小结
第4章 基于事件驱动的固定时间一致性分布式优化算法
    4.1 引言
    4.2 控制器的设计
    4.3 稳定性分析
    4.4 仿真研究
        4.4.1 仿真环境
        4.4.2 结果分析
    4.5 本章小结
第5章 移动机器人信号源定位
    5.1 引言
    5.2 硬件设计方案
        5.2.1 移动机器人结构
        5.2.2 运动捕捉系统
    5.3 软件设计方案
    5.4 信号源定位实验
    5.5 实验结果分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3822278