分布式控制在多机器人编队中的应用与实验验证

"多移动机器人编队的分布式控制系统.pdf" 多移动机器人编队的分布式控制系统是当前机器人技术领域的一个重要研究方向，尤其在自动化、智能化生产和探索任务中具有广泛的应用潜力。这种控制系统允许多个机器人协同工作，形成特定的队形，同时能够适应环境变化和障碍物的规避。 分布式控制系统的优点在于其灵活性、鲁棒性和容错能力。相比于集中式控制系统，分布式系统中每个机器人可以独立决策和执行任务，降低了对中央控制器的依赖，提高了系统的整体效率。在多移动机器人编队控制中，每个机器人不仅要根据自身的位置和状态进行决策，还要考虑队友的位置以及整个队形的保持。 编队控制的核心任务是使机器人队伍在移动过程中保持预设的队形，同时有效地规避障碍物。在文献中，编队形状和保持队形的严格度会根据任务需求而变化，因此对环境的要求也会有所不同。运动控制策略需要综合考虑目标点、队形需求和障碍物避让等多个因素。 国际上研究编队控制问题通常采用基于行为的方法，通过有限状态机原理将编队行为分解为向目标点运动、保持队形和避障这三个基本行为。有两类主要的处理方式：一是行为抑制法，这种方法在某一时刻只执行一个子行为，但可能导致控制结果不平滑且任务完成时间较长；二是控制变量的矢量累加方法，每个时刻对所有子行为的控制变量进行综合，这种方法能更快完成任务，但可能在切换行为时不够直观。 在实际应用中，多移动机器人编队控制技术可以应用于诸如柔性制造、无人探险、海洋和太空探索、核环境监测，以及国防工业等领域。由于其潜在的巨大应用价值，美、欧、日等发达国家对此进行了大量的研究投入。 多移动机器人编队的分布式控制系统是一个涉及机器人运动模型、行为控制算法和环境感知的复杂问题。通过深入研究和优化，我们可以期待在未来的自动化系统中看到更加高效、灵活的多机器人协作场景。