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专利号: 2022108276758
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-04-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于通信干扰的多移动机器人协同编队控制方法,其特征在于:包括如下步骤:通过坐标变换建立轮式移动机器人的运动学模型、编队控制的运动学模型;所述轮式移动机器人的运动学模型的建立步骤如下:对于领航机器人,通过建立机器人的运动学模型,将当前实际位姿与期望位姿通过分析得到位姿误差并输入到编队控制器中,计算得到控制机器人跟踪期望轨迹的线速度和角速度;

在由n个轮式移动机器人组成的领航-跟随型编队系统中,其中,第一个为领航机器人,建立以地面为参考的全局坐标系XOY和以移动机器人为参考的机器人坐标系xoy,其中,θ移动机器人实际位姿坐标为(x

其中,q

在XOY坐标下给定的领航机器人期望轨迹位姿坐标为(x对领航机器人的所述位姿误差方程进行微分,可以得到领航机器人的位姿误差微分方程:其中,

对于跟随机器人,通过建立机器人的运动学模型,根据领航机器人当前实际位姿和相对位置计算得到跟随机器人的期望位姿,再通过分析得到位姿误差;

R

在运动过程中,R

其中,(x

则跟随机器人位姿误差微分方程为:

采用滑模变结构控制,利用每个小车的跟踪误差设计编队控制器以实时调整机器人线速度和角速度,实现跟踪误差的快速收敛;

其中,由n个轮式移动机器人组成的领航-跟随型编队系统中,编队控制的目的在于调整各个机器人的位置以特定的几何图形移动,即跟随机器人和领航机器人的线速度和角速度保持一致,即v为实现多移动机器人的编队控制和队形变换控制,提出了基于有限时间趋近律的编队控制策略,包括:对于领航机器人,首先根据q

对于跟随机器人,同样根据q

设计滑模切换函数:

通过设计移动机器人编队控制器,使得s设计有限时间趋近律:

其中,k

整理上式可以得到控制律:

其中,

当i=1时,以上各式中v

当且仅当

保证

2.一种基于通信干扰的多移动机器人协同编队控制装置,其特征在于,基于权利要求1所述的基于通信干扰的多移动机器人协同编队控制方法;

所述装置包括如下模块:

获取模块,用于通过坐标变换建立轮式移动机器人的运动学模型、编队控制的运动学模型;

第一分析模块,对于领航机器人,通过建立机器人的运动学模型,将当前实际位姿与期望位姿通过分析得到位姿误差并输入到编队控制器中,计算得到控制机器人跟踪期望轨迹的线速度和角速度;

第二分析模块,对于跟随机器人,通过建立机器人的运动学模型,根据领航机器人当前实际位姿和相对位置计算得到跟随机器人的期望位姿,再通过分析得到位姿误差;控制模块,采用滑模变结构控制,利用每个小车的跟踪误差设计编队控制器以实时调整机器人线速度和角速度,实现跟踪误差的快速收敛。

3.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序,以使所述电子设备执行权利要求1所述的基于通信干扰的多移动机器人协同编队控制方法。

4.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现权利要求1所述的基于通信干扰的多移动机器人协同编队控制方法。