考慮干擾與模型不確定性的多機(jī)器人系統(tǒng)分布式有限時間跟蹤控制方法

基本信息

申請?zhí)?/td> CN201510505266.6 申請日 -
公開（公告）號 CN105093934B 公開（公告）日 2017-08-25
申請公布號 CN105093934B 申請公布日 2017-08-25
分類號 G05B13/04(2006.01)I 分類 控制；調(diào)節(jié);
發(fā)明人 馬廣富;孫延超;李傳江;劉昱晗;劉萌萌;蘇雄飛 申請（專利權(quán)）人 哈爾濱工業(yè)大學(xué)國家大學(xué)科技園發(fā)展有限公司
代理機(jī)構(gòu) 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 代理人 哈爾濱工業(yè)大學(xué);哈爾濱工業(yè)大學(xué)國家大學(xué)科技園發(fā)展有限公司;成都川哈工機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
地址 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)西大直街92號
法律狀態(tài) -

摘要

摘要 考慮干擾與模型不確定性的多機(jī)器人系統(tǒng)分布式有限時間跟蹤控制方法，涉及多機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法。為了解決現(xiàn)有的多機(jī)器人控制系統(tǒng)控制方法的魯棒性較差的問題和多機(jī)器人系統(tǒng)的整體通訊負(fù)擔(dān)過重的問題。本發(fā)明首先建立多機(jī)器人系統(tǒng)中領(lǐng)航機(jī)器人的動力學(xué)模型 <mrow> <msub> <mi>M</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>q</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mrow> <mo>&CenterDot;</mo> <mo>&CenterDot;</mo> </mrow> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>C</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>q</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>G</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>q</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>u</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> </mrow>和跟隨機(jī)器人的動力學(xué)模型 <mrow> <msub> <mi>M</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>q</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mrow> <mo>&CenterDot;</mo> <mo>&CenterDot;</mo> </mrow> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>C</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>q</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>G</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>q</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>u</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&rho;</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>,</mo> </mrow>針對多機(jī)器人系統(tǒng)，計算多機(jī)器人系統(tǒng)的有向圖圖論中的加權(quán)鄰接矩陣A及Laplacian矩陣；然后設(shè)計多機(jī)器人系統(tǒng)的分布式有限時間跟蹤控制律 <mrow> <mfenced open='''' close=''''> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>u</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>C</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>G</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> <mo>&NotEqual;</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </mrow> <mi>N</mi> </msubsup> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>a</mi> <mrow> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <msub> <mi>M</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>{</mo> <mo>-</mo> <mo>[</mo> <mi>&alpha;</mi> <mo>+</mo> <mi>&beta;&delta;diag</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> <mi>x</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>&delta;</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mo>]</mo> <msubsup> <mi>e</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> <mi>v</mi> </msubsup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> <mo>&NotEqual;</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </mrow> <mi>N</mi> </msubsup> <msub> <mi>a</mi> <mrow> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>M</mi> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>C</mi> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>G</mi> <msub> <mi>j</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <msubsup> <mi>M</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mrow> <mo>-</mo> <mi>C</mi> </mrow> <mrow> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>G</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mrow> <mn>2</mn> <mi>NM</mi> </mrow> <mi>min</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mover> <mi>d</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <msubsup> <mi>M</mi> <mi>min</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <msub> <mover> <mi>u</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mrow> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mi>&kappa;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>sign</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>s</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>,</mo> </mrow>實現(xiàn)每個跟隨機(jī)器人在有限時間內(nèi)追隨具有動態(tài)時變軌跡的領(lǐng)航機(jī)器人，完成多機(jī)器人系統(tǒng)有限時間跟蹤控制。本發(fā)明適用于多機(jī)器人系統(tǒng)的控制領(lǐng)域。