非线性多智能体系统编队避碰控制及多自主水面航行器应用
发布时间：2022-04-25 19:24
随着科学技术和社会生产需求的提高,人们对任务数量和工作效率的要求有着很大程度地提高。人们意识到仅利用单一自主个体已经越发难以应对日益复杂的综合任务,群体智能也顺理成章的成为亟需攻克的技术难题。由于多智能体系统分布式协同控制兼具单体的独立性和自治性,以及群体的协同性和合作性等特点,被国内外研究人员认为是控制理论和控制工程领域具有重要意义的热点研究方向之一。在海洋工程领域上,相关技术也已经在军舰集群的协同编队作战、海上联合搜救等方面有着广泛的应用。在这些应用里,针对多智能体或多航行器的分布式协同编队避碰控制技术的研究无疑是最重要的。虽然,国内外研究人员在这一课题的研究上取得了一定的进展,但是研究成果都集中于线性模型的理论研究。在实际工程中,如自主水面航行器、水下机器人等被控系统往往存在未知非线性动态。因此,本文在相关研究的基础上进行研究,讨论了具有未知非线性动态的多智能体系统编队避碰控制的方案。重点讨论了多智能体在队形形成阶段中智能体之间的避碰问题。而后将该理论研究加以改进并成功应用于多自主水面航行器分布式编队避碰控制的研究中,论文的主要工作如下:第一,从理论控制角度着手,研究了具有未知非...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 多智能体系统编队避碰控制研究现状
1.2.2 多自主水面航行器编队避碰控制研究现状
1.2.3 本研究领域存在主要问题
1.3 本文的研究内容和论文结构
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 论文结构
2 预备知识
2.1 图论
2.2 自主水面航行器模型
2.3 神经网络技术
2.4 人工势场理论
3 具有未知非线性动态的二阶多智能体系统编队避碰控制
3.1 引言
3.2 问题描述
3.3 控制器设计及稳定性分析
3.3.1 控制器设计
3.3.2 稳定性分析
3.4 仿真结果分析
3.5 本章小结
4 具有未知非线性动态的多自主水面航行器编队避碰控制
4.1 引言
4.2 问题描述
4.3 控制器设计及稳定性分析
4.3.1 控制器设计
4.3.2 稳定性分析
4.4 仿真结果分析
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Formation control with obstacle avoidance of second-order multi-agent systems under directed communication topology[J]. Guoxing WEN,C.L.Philip CHEN,Hui DOU,Hongli YANG,Chunfang LIU. Science China（Information Sciences）. 2019(09)
[2]多智能体系统的队形控制方法及应用综述[J]. 禹鑫燚,何燕琳,欧林林,程诚. 计算机测量与控制. 2017(07)
[3]A Novel Multi-agent Formation Control Law With Collision Avoidance[J]. Arindam Mondal,Laxmidhar Behera,Soumya Ranjan Sahoo,Anupam Shukla. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(03)
[4]无人艇运动控制方法的回顾与展望[J]. 廖煜雷,张铭钧,董早鹏,刘鹏. 中国造船. 2014(04)
[5]欠驱动船舶简捷鲁棒自适应路径跟踪控制[J]. 张国庆,张显库,关巍. 哈尔滨工程大学学报. 2014(09)
[6]线性及非线性一致性问题综述[J]. 许耀赆,田玉平. 控制理论与应用. 2014(07)
[7]多智能体系统的最优持久编队生成策略[J]. 罗小元,杨帆,李绍宝,关新平. 自动化学报. 2014(07)
[8]多USV协同系统研究现状与发展概述[J]. 马天宇,杨松林,王涛涛,辛磊,陈燚. 舰船科学技术. 2014(06)
[9]多智能体系统编队控制相关问题研究综述[J]. 王祥科,李迅,郑志强. 控制与决策. 2013(11)
[10]多智能体系统的协调控制研究综述[J]. 苗国英,马倩. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2013(05)
博士论文
[1]超恶劣海况下船舶运动简捷鲁棒自适应控制[D]. 张国庆.大连海事大学 2015
[2]具有部分感知能力的多智能体协同避障控制[D]. 李皎洁.上海交通大学 2015
[3]基于自适应动态面控制的自主海洋航行器协同路径跟踪[D]. 王昊.大连海事大学 2014
[4]舰船编队的鲁棒自适应控制[D]. 彭周华.大连海事大学 2011
硕士论文
[1]基于双领导者—跟随者的多智能体编队控制策略研究[D]. 曹阳.北京交通大学 2017
[2]基于终端滑模的欠驱动水面船舶航迹跟踪及编队控制[D]. 王昱棋.大连海事大学 2017
[3]多智能体编队控制方法研究[D]. 王冶.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3648197
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 多智能体系统编队避碰控制研究现状
1.2.2 多自主水面航行器编队避碰控制研究现状
1.2.3 本研究领域存在主要问题
1.3 本文的研究内容和论文结构
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 论文结构
2 预备知识
2.1 图论
2.2 自主水面航行器模型
2.3 神经网络技术
2.4 人工势场理论
3 具有未知非线性动态的二阶多智能体系统编队避碰控制
3.1 引言
3.2 问题描述
3.3 控制器设计及稳定性分析
3.3.1 控制器设计
3.3.2 稳定性分析
3.4 仿真结果分析
3.5 本章小结
4 具有未知非线性动态的多自主水面航行器编队避碰控制
4.1 引言
4.2 问题描述
4.3 控制器设计及稳定性分析
4.3.1 控制器设计
4.3.2 稳定性分析
4.4 仿真结果分析
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Formation control with obstacle avoidance of second-order multi-agent systems under directed communication topology[J]. Guoxing WEN,C.L.Philip CHEN,Hui DOU,Hongli YANG,Chunfang LIU. Science China（Information Sciences）. 2019(09)
[2]多智能体系统的队形控制方法及应用综述[J]. 禹鑫燚,何燕琳,欧林林,程诚. 计算机测量与控制. 2017(07)
[3]A Novel Multi-agent Formation Control Law With Collision Avoidance[J]. Arindam Mondal,Laxmidhar Behera,Soumya Ranjan Sahoo,Anupam Shukla. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(03)
[4]无人艇运动控制方法的回顾与展望[J]. 廖煜雷,张铭钧,董早鹏,刘鹏. 中国造船. 2014(04)
[5]欠驱动船舶简捷鲁棒自适应路径跟踪控制[J]. 张国庆,张显库,关巍. 哈尔滨工程大学学报. 2014(09)
[6]线性及非线性一致性问题综述[J]. 许耀赆,田玉平. 控制理论与应用. 2014(07)
[7]多智能体系统的最优持久编队生成策略[J]. 罗小元,杨帆,李绍宝,关新平. 自动化学报. 2014(07)
[8]多USV协同系统研究现状与发展概述[J]. 马天宇,杨松林,王涛涛,辛磊,陈燚. 舰船科学技术. 2014(06)
[9]多智能体系统编队控制相关问题研究综述[J]. 王祥科,李迅,郑志强. 控制与决策. 2013(11)
[10]多智能体系统的协调控制研究综述[J]. 苗国英,马倩. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2013(05)
博士论文
[1]超恶劣海况下船舶运动简捷鲁棒自适应控制[D]. 张国庆.大连海事大学 2015
[2]具有部分感知能力的多智能体协同避障控制[D]. 李皎洁.上海交通大学 2015
[3]基于自适应动态面控制的自主海洋航行器协同路径跟踪[D]. 王昊.大连海事大学 2014
[4]舰船编队的鲁棒自适应控制[D]. 彭周华.大连海事大学 2011
硕士论文
[1]基于双领导者—跟随者的多智能体编队控制策略研究[D]. 曹阳.北京交通大学 2017
[2]基于终端滑模的欠驱动水面船舶航迹跟踪及编队控制[D]. 王昱棋.大连海事大学 2017
[3]多智能体编队控制方法研究[D]. 王冶.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3648197
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