多移动机器人编队的鲁棒预测控制研究

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1、硕士学位论文论文题目：多移动机器人编队的鲁棒预测控制研究作者姓名李佳指导教师俞立教授、刘安东博士学科专业控制科学与工程培养类别全日制学术型硕士所在学院信息工程学院提交日期2016年4月13日浙江工业大学硕士学位论文多移动机器人编队的鲁棒预测控制研究作者姓名：李佳指导教师：俞立教授刘安东博士浙江工业大学信息工程学院2016年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterRobustPredictiveControlforMultipleMobileRobotsFormation

2、Candidate:LiJiaAdvisor:Prof.YuLiDr.LiuAndongCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr.2016渐江工业大学学位论文原创性声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下本人郑重声明，独立进行研巧工作所取得的研究成果，。除文中已经加示注引用的内容外本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研巧成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人承担

3、本声明的法律责任。作者签名：日期：办成年了月之千日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留。并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权浙江工业大学可臥将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于一１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、保密□，在Ｈ年解密后适用本授权书。３、不保密岛＾＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）ｊ：Ｃ年ｒ月外日作者签名：日期Ｗ王月汗：么右年导师签名：

4、日期日／浙江工业大学硕士学位论文多移动机器人编队的鲁棒预测控制研究摘要随着科技的发展，单移动机器人已经不能满足不断提高的控制系统性能需求。多移动机器人协调控制以其更好的智能性和自适应等优势，逐渐成为机器人控制领域的热点研究方向。多移动机器人的编队控制研究是多移动机器人协调控制的重要研究问题，也被普遍认为是解决多移动机器人协调控制最有效的途径之一，具有重要的理论和实际意义。然而，多移动机器人在为人们带来好处的同时，也带来了许多具有挑战性的问题，例如如何建立多移动机器人的模型，采用何种控制策略使其保持期望的队形。本文针对多移动机器人系统，将其建模为具有参数不确定的状态空间模型，

5、利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式技术，分别研究了集中式和分布式模型预测控制问题。本文的主要工作如下：1．基于跟踪误差运动学模型，研究了单移动机器人路径跟踪问题。针对多移动机器人编队问题，引入各移动机器人所在位置的广义弧长，以获得各移动机器人之间的相对位置，并基于跟踪误差运动学模型分别给出了多移动机器人编队的集中式和分布式模型。2．针对线性化误差导致的模型不确定问题，将多移动机器人系统建模为具有参数不确定的集中式模型。通过定义包含路径跟踪误差和相对位置约束的合作性能指标，利用Lyapunov稳定性理论和LMI技术设计集中式鲁棒预测控制器。仿真验证所提方法能使各移动机

6、器人跟踪上各自的设定路径并达到期望的编队队形。3．针对集中式控制方法存在计算量大及可靠性差等问题，提出了一种合作分布式鲁棒预测控制算法解决多移动机器人编队问题。首先，将移动机器人之间的相对位置约束引入到性能指标中，给出了性能指标中具有耦合项的本地优化问题。进而，采用LMI处理方法在线求解本地优化问题，获得各子系统的鲁棒控制器。关键词：多移动机器人，编队控制，鲁棒预测控制，集中式控制，分布式控制i浙江工业大学硕士学位论文ROBUSTPREDICTIVECONTROLFORMULTIPLEMOBILEROBOTSFORMATIONABSTRACTWiththedevelopment

7、oftechnology,singlemobilerobotcannotsatisfytherequiredperformanceofcontrolsystems.Duetotheadvantagesofbetterintelligenceandadaptability,coordinatedcontrolofmultiplemobilerobotsisbecomingahotresearchtopic.Amongallthecoordinatedorcooperativecontrolpr