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具有避碰和连通性保持的多USV分布式事件触发编队控制
1
作者 李建华 胡清伟 刘中常 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期200-210,共11页
[目的]为解决水面无人艇(USV)编队控制中的实际需求,提出一种具有避碰和连通性保持功能的分布式事件触发编队控制方法。[方法]针对海洋环境扰动和系统模型的不确定性等因素设计扰动观测器;针对编队实现过程中USV间可能发生碰撞和丢失通... [目的]为解决水面无人艇(USV)编队控制中的实际需求,提出一种具有避碰和连通性保持功能的分布式事件触发编队控制方法。[方法]针对海洋环境扰动和系统模型的不确定性等因素设计扰动观测器;针对编队实现过程中USV间可能发生碰撞和丢失通信连接的问题,基于人工势场函数法设计具有避碰和连通性保持功能的编队控制器;为减少USV控制器的执行频率,设计分布式的事件触发机制,使每个USV根据局部信息来独立决定其控制器的执行时刻。[结果]理论分析证明了编队误差的一致最终有界性,且事件触发机制不存在Zeno行为。仿真结果验证了所设计的控制方法能够显著减少USV控制器更新次数并可实施避碰操作及保持连通性。[结论]研究成果可保证USV编队控制的顺利安全完成,同时减轻USV在复杂海洋环境下的控制机构损耗。 展开更多
关键词 多无人艇系统 编队控制 事件触发控制 避碰 连通性保持
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连通性保持下的多机器人系统分布式群集控制 被引量：11
2
作者 毛昱天 陈杰 +1 位作者 方浩 窦丽华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1393-1403,共11页
多机器人系统群集控制中的连通性保持对于系统的稳定性和状态收敛的快速性具有重要影响.本文在初始通信网络拓扑为强连通非平衡图的条件下,研究具有非完整约束运动学模型的多轮式移动机器人系统群集运动中的连通性保持控制问题.首先,构... 多机器人系统群集控制中的连通性保持对于系统的稳定性和状态收敛的快速性具有重要影响.本文在初始通信网络拓扑为强连通非平衡图的条件下,研究具有非完整约束运动学模型的多轮式移动机器人系统群集运动中的连通性保持控制问题.首先,构造了一类新颖的光滑有界的人工势场函数,该类函数可以同时满足连通性保持、碰撞规避和相对距离镇定等任务需求.进一步,将基于势函数梯度的控制策略与一致性控制机制有机结合,在系统中存在和不存在领航者的条件下,分别设计出一类具有连通性保持功能的光滑有界的分布式群集控制协议,不仅可有效避免不连续/非光滑控制器所固有的抖振现象以及执行器饱和问题,而且实现了将传统群集控制中的连通性保持算法从个体运动模型和系统通信拓扑类型两个方面同时加以拓展.最后,仿真结果和实验结果验证了本文所提出的光滑有界群集控制算法的有效性. 展开更多
关键词 多机器人系统 分布式控制 群集 连通性保持 有向图
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主从式编队航天器连通性保持与碰撞规避 被引量：8
3
作者 薛向宏 岳晓奎 袁建平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期959-969,共11页
针对主从式航天器编队过程中存在的通信距离约束、航天器之间的碰撞以及空间干扰等问题,提出一种基于非线性干扰观测器和人工势函数的分布性协同控制方法。当初始通信网络连通时,通过在分布式协同控制器中引入吸引势函数,保证整个编队... 针对主从式航天器编队过程中存在的通信距离约束、航天器之间的碰撞以及空间干扰等问题,提出一种基于非线性干扰观测器和人工势函数的分布性协同控制方法。当初始通信网络连通时,通过在分布式协同控制器中引入吸引势函数,保证整个编队过程中通信网络始终是连通的。针对主航天器速度仅有部分从航天器直接可知的情况,为每一个从航天器设计分布式的速度观测器估计主航天器的速度,从而实现航天器之间的速度协同。此外,通过在控制器中引入非线性干扰观测器对外界干扰进行观测,显著增强了航天器编队的精度。仿真结果表明,本文提出的分布式协同控制方法不但能够实现对主航天器的速度跟踪以及航天器之间的队形保持,而且能够在编队过程中实现通信网络的连通性保持和航天器之间的碰撞规避。 展开更多
关键词 航天器编队控制 主从式编队 连通性保持 碰撞规避 非线性干扰观测器
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改进连通性保持的二阶多智能体编队控制 被引量：2
4
作者 周瑞敏 徐鹏飞 +2 位作者 司文杰 周志青 耿则勋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第6期97-101,107,共6页
针对目前基于距离的连通性保持方法过于保守的问题,提出了一种改进连通性保持的二阶多智能体主从式编队控制方法。首先,考虑部分智能体可接收到领航者信息,设计了基于期望偏置位置的分布式编队控制协议。其次,提出了同时利用智能体位置... 针对目前基于距离的连通性保持方法过于保守的问题,提出了一种改进连通性保持的二阶多智能体主从式编队控制方法。首先,考虑部分智能体可接收到领航者信息,设计了基于期望偏置位置的分布式编队控制协议。其次,提出了同时利用智能体位置和速度信息的连通性趋势判断方法,并设计了基于相对速度和距离的自适应动作函数;与传统基于人工势场的连通性保持方法相比,所提方法能够准确判断智能体间连通性变化趋势,同时减少对编队的不利影响。最后,通过运用图论给出了系统稳定性的充分条件,并通过数值仿真和对比实验验证了所提方法的优越性。 展开更多
关键词 二阶多智能体 编队控制 人工势场 连通性保持
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移动传感器网络保持网络连通性控制 被引量：8
5
作者 娄柯 张艳 李浩 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第11期1657-1663,共7页
针对移动传感器网络在外部干扰下容易发生网络分裂问题,提出基于多智能体蜂拥算法的移动传感器网络协调控制策略。该策略中网络各个节点和相邻节点仅进行速度和位置信息的交换,并构造一个虚拟的领导者节点,网络各节点作为跟随者对领导... 针对移动传感器网络在外部干扰下容易发生网络分裂问题,提出基于多智能体蜂拥算法的移动传感器网络协调控制策略。该策略中网络各个节点和相邻节点仅进行速度和位置信息的交换,并构造一个虚拟的领导者节点,网络各节点作为跟随者对领导者的运动轨迹进行跟踪,实现网络拓扑结构连通性的保持。基于图论、Lyapunov稳定性理论和La Salle不变原理对控制协议进行理论分析。仿真实验结果表明,在外部干扰下移动传感器网络在所给控制策略下始终保持网络的连通性。 展开更多
关键词 移动传感器网络 连通性保持 蜂拥 外部干扰
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保持二值图像连通性的缩小算法
6
作者 贾星星 王道顺 +1 位作者 伍渝江 李顺东 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期1952-1958,共7页
针对二值图像进行大因子缩小时容易产生连通性丢失的问题,提出一种保持连通性的缩小算法.将二值图像划分成互不相交的矩形区域,对光滑区域的像素根据人眼视觉系统进行处理,对边缘区域的像素根据人眼视觉系统和局部邻域的连通性进行处理... 针对二值图像进行大因子缩小时容易产生连通性丢失的问题,提出一种保持连通性的缩小算法.将二值图像划分成互不相交的矩形区域,对光滑区域的像素根据人眼视觉系统进行处理,对边缘区域的像素根据人眼视觉系统和局部邻域的连通性进行处理,并通过保持连通性来保持图像的拓扑结构,得到拓扑结构较好的缩小图像.实验结果表明,与已有算法相比,文中算法能够在保持形状的情况下兼顾图像的拓扑结构. 展开更多
关键词 形状保持 连通性保持 二值图像缩小
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具有避碰和保持连通的多智能体鲁棒编队控制 被引量：2
7
作者 张志雄 杨凯军 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第8期28-34,共7页
针对多智能体系统在形成编队的过程中存在相互碰撞、通信中断和外部干扰的问题,考虑了具有避碰和保持系统连通的二阶非线性多智能体鲁棒编队控制问题。基于人工势场法设计了具有保持系统连通的多智能体避碰算法,并利用分布式控制法和共... 针对多智能体系统在形成编队的过程中存在相互碰撞、通信中断和外部干扰的问题,考虑了具有避碰和保持系统连通的二阶非线性多智能体鲁棒编队控制问题。基于人工势场法设计了具有保持系统连通的多智能体避碰算法,并利用分布式控制法和共识理论设计了多智能体鲁棒编队控制律,从而使得多智能体系统准确地实现编队,避免碰撞和保持系统连通。利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式证明了系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。通过数值仿真实例验证了所提编队控制律的有效性。 展开更多
关键词 多智能体系统 非线性 人工势场 避碰 连通性保持
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基于平均一致协议的分布式自适应多智能体聚集控制 被引量：1
8
作者 谢光强 钟必为 李杨 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期242-249,共8页
分布式聚集控制问题是多智能体协同控制中的一个重要问题。由于智能体的可移动性和感知能力有限,传统的分布式聚集算法难以保证连通性,从而聚集成多个簇群。此外,去中心化的大规模聚集控制给获取全局聚集点带来了巨大的挑战。针对连通... 分布式聚集控制问题是多智能体协同控制中的一个重要问题。由于智能体的可移动性和感知能力有限,传统的分布式聚集算法难以保证连通性,从而聚集成多个簇群。此外,去中心化的大规模聚集控制给获取全局聚集点带来了巨大的挑战。针对连通性保护问题,基于平均一致协议与约束集,提出了一个带有连通性约束的多智能体聚集协议(Multi-Agent Rendezvous Protocol with Connectivity constraints,MARP-CC)。然后针对聚集点无法预测的问题,提出了位置合成(Location Synthesis Strategy,LSS)和位置重定向(Location Redirection Strategy,LRS)两种控制策略。智能体根据当前连通情况,自适应选择最优的控制策略进行迭代。结合这两种控制策略,提出了带连通性约束的分布式自适应多智能体聚集算法(Distributed Adaptive Multi-Agent Rendezvous algorithm with Connectivity Constraints,DAMAR-CC)。对算法的收敛性和连通性进行了分析,并通过大量的仿真说明了DAMAR-CC可以引导智能体稳定地聚集在初始拓扑的几何中心。 展开更多
关键词 平均一致 连通性保持 多智能体聚集 约束集
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基于机器人群的主动传感器网络自组织的运动规划 被引量：3
9
作者 樊玮虹 刘云辉 +1 位作者 周东翔 蔡宣平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期1409-1416,共8页
主动传感器网络的自组织通常要求移动节点群(机器人群)通过障碍物环境移动到指定地点后,重新调整并按预定布局组网.在网络的自组织过程中要保证每个移动节点(机器人)与整个网络之间的连通性.在对移动机器人的保持连通性进行优化的基础上... 主动传感器网络的自组织通常要求移动节点群(机器人群)通过障碍物环境移动到指定地点后,重新调整并按预定布局组网.在网络的自组织过程中要保证每个移动节点(机器人)与整个网络之间的连通性.在对移动机器人的保持连通性进行优化的基础上,提出了单步位置预测与群体势场相结合的分布式运动规划方法进行主动传感器网络的部署和重置,证明了机器人运动控制的稳定性和网络的连通性保持,进行了有和无障碍物环境下超过40个机器人的仿真,结果表明该方法适用于大规模的主动传感器网络重置,并对不同规模的网络具有可扩展性. 展开更多
关键词 主动传感器网络 自组织 保持连通性 单步位置预测 群体势场 稳定性分析
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