【摘 要】
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本文研究了无线网络通信的多个移动机器人的协调控制问题。文中主要做了以下几个方面的工作:首先,介绍了多移动机器人系统的研究现状和应用背景,指出了采用网络通信的移动机器
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本文研究了无线网络通信的多个移动机器人的协调控制问题。文中主要做了以下几个方面的工作:首先,介绍了多移动机器人系统的研究现状和应用背景,指出了采用网络通信的移动机器人系统协调控制的意义和必要性,给出了几种常用于移动机器人系统的无线网络协议,讨论了通信网络的引入对机器人系统性能的影响和常用的处理方法。其次,描述了多移动机器人协调控制的几种常见方式和本课题研究的多移动机器人协调控制所要达到的目标,即所有机器人的速度和方位角分别收敛到同一个值。讨论了当机器人之间的通信连接拓扑固定不变时,机器人之间的连接权重对系统性能的影响。当无线网络中存在信道噪声时,结合不确定系统和鲁棒控制理论以及线性矩阵不等式(LML,Linear Matrix Inequality),给出了多个移动机器人协调控制系统的连接权重选择条件和协调控制算法,并进行了Matlab原理仿真和True Time近似无线网络环境仿真。再次,讨论了无线通信网络中同时存在信道噪声和随机丢包的情况下多移动机器人的协调控制问题。根据无线网络中的随机丢包特性,将多机器人系统相互通信时发生的丢包过程模拟为一个马尔科夫过程。通过对系统的稳定性分析设计了使得系统稳定的协调控制算法。所提出的控制策略实现了移动机器人通过存在数据包丢失和信道噪声的无线网络,与邻居机器人进行信息交换的协调控制。对于提出的控制算法分别进行了Matlab原理仿真和True Time近似无线网络环境仿真,并且与其它算法进行对比仿真。通过仿真结果验证,提出的控制方法可以有效地处理多机器人用无线网络通信时的协调控制问题。最后,对文中所做的研究工作进行总结并且对该课题的后续工作和研究提出了一些建议。
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