分布式控制器下带采样数据与通信延迟的移动机器人编队控制

本文档主要探讨了"使用具有采样数据和通信延迟的分布式控制器的移动机器人编队控制"这一前沿研究课题。发表于2016年11月的《IEEE Transactions on Control Systems Technology》第24卷第6期，作者包括Zhe Liu、Weidong Chen（IEEE成员）、Junguo Lu（IEEE资深成员）和Hesheng Wang（IEEE资深成员），以及Jingchuan Wang。研究的核心内容聚焦于设计一种异步的移动机器人编队控制策略，其中每个机器人的本地信息首先被采样，然后通过存在通信延迟的网络传递给其连接的机器人。这种控制方式强调了数据在处理过程中的时间特性，即使存在通信延迟，也能保持机器人在执行群体任务时维持动态的队形。 研究者采用同步方法来设计分布式控制器，目的是确保在采样数据和通信延迟的影响下，移动机器人能够保持一致的时间响应，并实现队形的稳定控制。文章特别运用了李亚普诺夫稳定性理论（Lyapunov approach），提出了一种充分条件，这个条件能够保证位置误差和同步误差的指数收敛。换句话说，通过这种理论框架，研究人员找到了一个有效的方法来确保在实际操作中，即使面对采样和通信延迟的挑战，机器人编队仍能维持精确的协作和定位。 这项工作对于理解分布式控制系统在复杂环境下的鲁棒性和效率具有重要意义，特别是在现代机器人技术中，实时性、通信效率和网络故障容错能力是关键要素。通过解决采样数据和通信延迟带来的问题，该研究为未来机器人编队控制领域的实际应用提供了理论支持和技术指导，例如在无人机编队飞行、自动驾驶车辆协作等领域。