多智能体系统编队控制与航迹规划研究

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:junlintianxiap
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随着科学技术的发展和实际场景应用需要,如今智能体已被充分运用到了军事、工业生产、民生和科研等各个领域,但是单个智能体的能力上限也限制了智能体在一些复杂场景中的应用,多个智能体的协同合作相对于单一智能体而言拥有更高的效率,更强的稳定性和鲁棒性,更有利于执行复杂的任务,例如战场侦察、深空探索等。因此,多智能体系统的编队控制方法研究受到了众多学者的关注。多智能体系统的编队运动是指由大量智能体组成一个特定的拓扑形状队形的团体进行的协同运动。本文首先介绍了目前主流的编队控制方法,在领航跟随法的基础上结合终端滑模控制法提出一种新的编队控制方法,此方法可以有效解决传统终端滑模控制中出现的抖振和奇异性问题,然后针对本文中提出的编队控制方法进行了相关的航迹规划研究。首先,对于终端滑模控制法的抖振和奇异性问题,本文充分考虑了智能体编队运动过程中出现的控制率急速剧烈切换的现象,这种快速切换在实际应用中是无法实现的。以及终端滑模控制出现的奇异性问题,在奇异区域所计算出的控制率无限大,这在实际上是不可行的。本文充分考虑以上两个问题,提出了一种结合滑模控制法和终端滑模控制法的参数自适应的终端滑模控制方法。最后将本文所提方法与传统方法进行对比,本文方法同时兼顾了实用、准确的优势。其次,对于多智能体编队运动过程中的航迹规划问题进行了研究。在编队运动过程中,无论是障碍物的碰撞,还是智能体个体之间碰撞,都有可能致使智能体机体损坏。对于智能体运动的防碰撞问题,结合本文提出的参数自适应的终端滑模控制方法,借鉴人工势场法提出一种新的方法。为了验证方法的有效性,设置带有若干障碍物的仿真。仿真结果表明,本文提出的方法与传统方法相比更加高效,轨迹更平滑。
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