探索基于开放式多智能体结构的多机器人控制系统

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1、华中科技大学硕士学位论文基于开放式多智能体结构的多机器人控制系统姓名：秦元庆申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：孙德宝20030101华中科技大学硕士学位论文摘要本文所阐述的内容是多移动机器人的协调控制问题，分别对以下几个问题进行了研究和探讨:论文首先简单介绍了机器人的发展历史，分析了多机器人技术兴起的必然性并对多机器人协调与合作的优越性和当前存在的问题进行了论述。在研究比较已有的多机器人控制系统的基础上，本文提出了一种基于开放式多智能体结构理论的多移动机器人协调控制系统，并探讨了该系统所具备的功能，实验室实

2、现和涉及到的诸多关键技术。路径规划技术是智能机器人领域中的核心问题之一。本文采用一种分步方法解决移动机器人的全局路径规划问题:首先使用自由空间法构建机器人工作空间自由运动链接图，并用图论方法获得链接图网络最短路径;然后用PSO优化算法对已得路径进行二次寻优。该方法建模容易，算法简单，具有一定的实用价值。本文以多机器人编队这一典型的多机器人协调问题为例，研究了各种多机器人队形控制方法，选用基于行为的队形控制算法，把编队行为分解成几个子行为，算出各子行为的控制变量，并根据具体的编队任务和工作环境对各组控制变量进行加权融合，得出每

3、台机器人的编队控制变量，从而实现多机器人的编队控制。最后，本文使用美国ActivMeida公司生产的Pioneer2/DX型轮式智能移动机器人构建了多机器人控制的实验平台，实验结果验证了本文提出的方案的可行性和有效性。关键词:多机器人，协调，编队控制，开放式多智能体结构，路径规划，粒子群算法，行为控制华中科技大学硕士学位论文AbstractThecontentelaboratedinthisthesisisthequestionofmultiplerobots'collaborationcontrol.Thefollowin

4、gaspectsareinvestigatedanddiscussed:Firstly,thethesisbrieflyintroducesthehistoryofrobotdevelopmentandanalysestheinevitabilityoftheriseofmultiplerobotstechnology.Theadvantagesandthequestionsremainedofmultiplerobots'cooperationandcollaborationarefullydiscussedthenAcc

5、ordingtotheanalysisoftheexistedmultiplerobotscontrolsystems,anewcollaborativecontrolsystemofthemultiplerobotsisproposed,whichisbasedonthethesisofopenagentarchitecture.Thesystem'scapability,realizationinlaboratoryandmanycriticaltechnologiesconcernedareinvestigated.P

6、athplanningisoneofthemostimportantquestionsintheintelligentrobotdomain.Thethesispresentsanovelapproachofglobalpathplanning,inwhichfirsttheMAKLINKgraphisbuilttodescribetheworkingspaceofthemobilerobot,andthentheDijkstraalgorithmisusedtoobtaintheshortestpathfromthesta

7、rtpointtothegoalpointinthegraph,finallytheparticleswarmoptimizationalgorithmisadoptedtogetthebestpath.Witheasybuiltmodelandsimplealgorithm,thisapproachhassomepracticalvalue.Takingtheclassicalproblemofmulti-robotscollaboration,formationcontrolasanexample,thethesisin

8、vestigatesvariousalgorithmsofformationcontrolandchoosesthebehavior-basedformationcontrolformulti-robotsteams.Themethodseparatestheformationbehavi