非完整移动机器人领航下分布式跟随编队控制的稳定性与验证

本文主要探讨了"非完整移动机器人领航-跟随编队分布式控制"这一领域的前沿研究。针对非完整移动机器人特有的运动学模型，这种机器人通常具有部分确定性和不确定性，研究者注意到机器人之间的交互作用通常是局部的，这意味着控制策略需要考虑到它们在队列中的相对位置和动态变化的影响。 文章的核心创新在于提出了一种分布式控制方法，特别适用于非完整多移动机器人的编队协作。首先，为了实现有效的领航与跟随，研究者开发了一种分布式估计策略，允许每个跟随机器人实时地估计虚拟领航机器人的位置、方向以及线速度等关键状态信息。这一步骤对于保持整个编队的一致性和同步至关重要。 接着，作者利用每个跟随机器人的跟踪误差作为控制输入，设计了一种编队控制算法。这个算法旨在通过优化跟踪误差，确保所有机器人能够保持预定的队形并维持稳定的运动。在设计过程中，作者巧妙地运用了Lyapunov稳定性理论，对算法的渐近稳定性和收敛性进行了深入分析，从而保证了控制性能的长期有效性和鲁棒性。 实验验证是论文的重要组成部分，作者构建了一个多移动机器人视觉定位与控制实验平台，通过仿真和实际操作来验证提出的控制算法在真实环境中的可行性。实验结果表明，所提出的领航-跟随分布式控制方法能够在复杂环境中有效地引导非完整移动机器人编队进行精确的协同行动，证明了其在实际应用中的有效性。 此外，本文还强调了国家自然科学基金和国家科技支撑计划等项目的资助，体现了该研究的重要性和学术价值。整体而言，这篇论文不仅贡献了一种新的控制策略，也为非完整移动机器人领航-跟随编队控制的研究领域提供了理论支持和技术参考。