浅谈基于人工势场的多机器人群集运动的研究

《浅谈基于人工势场的多机器人群集运动的研究》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、分类号学号2005611840025学校代码10487密级硕士学位论文基于人工势场的多机器人群集运动的研究学位申请人：邱晓学科专业：控制理论与控制工程指导教师：方华京教授答辩日期：2007年6月9日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonFlockingofMultipleRobotsBasedonArtificialPotentialFieldTheoryCandidate:QiuXiaoMajor:ControlTheoryandC

2、ontrolEngineeringSupervisor:Prof.FangHuajingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJune,2007独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月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

3、留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门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。本人授权华中科技大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要群集运动控制是模拟自然界中生物聚合运动的新型分散式控制方法。近年来，群集系统作为网络化智能系统分布式协调控制问题中的一个热点在国内外学术界中引起了极大关注。而在该问题的众多研究方法中，人工势场是应用范围最为广泛的

4、方法之一。该方法借鉴了物理学中“场”的思想，将群集中成员个体之间以及个体与环境之间的关系用吸引和排斥的概念联系起来。其中群集模型和势场函数的选取将直接影响此方法在群集运动控制研究中的有效性和稳定性。本文主要就群集系统的运动从有无环境势场因素影响两个方面展开研究。论文首先简单的讨论了目前多移动机器人避障避碰和编队控制问题的研究，并对国际学术界主要的研究方法进行了分类和比较。其次在不考虑环境因素影响的情况下，详细研究和讨论了在人工势场作用下，基于agent的无leader群集模型的运动情况及其稳定性，并对个体间势场函数参数的作用进行了理论分析。接着对存在环境势场作用的情况下群集运动及其收敛

5、性进行了分析和研究。最后，对上面研究的群集系统的聚合和编队行为进行了仿真实验，并对仿真结果进行了分析，提出了相应的问题。还对四种不同的环境势场情况下群集系统的聚合行为进行了仿真实验，比较和分析了得到的结果。实验结果表明了本论文研究的基于人工势场的群集运动的稳定性和有效性。关键词:人工势场群集多机器人环境势场聚合行为IAbstractFlockingcontrolisanewdistributedcontrolmethodtosimulateswarmaggregationofbiologyinnature.Inrecentyears,asahottopicintheresearchof

6、networkdistributedintelligentsystemcoordinatedcontrol,theflockingcontrolattractedconsiderableinterestathomeandabroad.Amongthemethodsonthistopic,artificialpotentialfieldmethod(APF)isappliedmostwidelytillnow.Thismethodistheextensionofthe"potentialfield"conceptinphysics,whichbuildrelationshipsofint

7、erindividualinteractionandinteractionbetweenagentsandenvironment.Theselectionofmodelandpotentialfunctionwilldirectlyimpacttheeffectivenessandstabilityofthemethod.Theresearchofthisthesishasdiscussedaggregationofflockingontwoa