多智能体系统编队与避障算法研究

《多智能体系统编队与避障算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文多智能体系统编队与避障算法研究FORMATIONCONTROLANDOBSTACLEAVOIDANCEFORMULTI-AGENTSYSTEM宋天华哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：V249.121学校代码：10213国际图书分类号：623密级：公开工学硕士学位论文多智能体系统编队与避障算法研究硕士研究生：宋天华导师：王晓丽副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V249.121U.D.C:623DissertationfortheMasterDe

2、greeinEngineeringFORMATIONCONTROLANDOBSTACLEAVOIDANCEFORMULTI-AGENTSYSTEMCandidate：SongTianhuaSupervisor：AssociateProfessorWangXiaoliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：June,2016D

3、egree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近些年来，多智能体系统吸引了很多学者的关注，这是因为其重要的理论价值和广泛的应用背景，本文研究多智能体系统的目的也是由此引起。与其利用一个巨大而笨重（昂贵且复杂）的机器独立完成给定的任务，不如利用多个便宜的、简单的机器来协作完成这些任务。编队避障控制目标就是控制多个智能体达到设定的约束状态，多个智能体组成的编队队形在向特定目标或方向移动的过程中，多智体之间保持预定的队形,同样的也要面对避开障碍的控制问题。本文在现有的编队避障控制算法的基础上

4、，对一致性问题的有限时间控制器进行研究推广，得到新的有限时间编队控制器和新的避障控制器。首先，对现有的多智能体编队算法进行分析总结，并根据现有算法共有的特点进行新的分类。相比于更详细的分析，本文着重于研究多智能体系统编队控制的一些特性，比如多智能体系统的感知能力和交叉拓扑，它们是多智能体系统编队控制的不可缺少的特性。其次，是有限时间一致性控制器和编队控制器的设计。在设计出的有限时间一致性控制器的基础上，利用李雅普诺夫函数、齐次性定律、稳定性定理以及图论设计多智能体系统有限时间的编队控制器。最后，是多智能体系统避障控制器的设计。同样在一致性问题的基础上，本文利用一种新的分布式控制模型来

5、完成多智能体系统的预定编队避障。在一致性算法的基础上该控制器分为三个部分：编队控制、速度一致和避免障碍。相对于一般的控制器来说，有限时间控制器有更好的鲁棒性和抗干扰能力。多智能体系统新的避障控制器的设计既可以在静态环境中避障又可以达到动态避障，同时避障后的系统编队可以达到速度一致。关键词：多智能体系统；有限时间一致性；有限时间编队；编队避障-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthelastfewyears,thecooperativecontrolofmulti-agentsystemshasreceivedconsiderableattention,sincei

6、tposessignificanttheoreticalandpracticalchallenges.Thisprovidesourinitialmotivationtostudythecoordinationcontrolofmulti-agentsystems.Ratherthantomakeasinglemonolithic(probablyexpensiveandcomplicated)machinedothetask,throughcoordination.Thegoalofobstacleavoidanceandformationistocontrolagentstose

7、ttheconstraintcondition,themulti-agnetsystemsmovetoaparticulardirectionandmaintainformation,andavoidobstaclecontrolproblem.Inthispaper,basedontheexistingcontrolalgorithmofformationavoidance,afinite-timecontrollerisstudiedandgenera