考虑干扰与模型不确定性的多机器人系统分布式有限时间跟踪控制方法专利查询专利号|摘要-满商公司网

考虑干扰与模型不确定性的多机器人系统分布式有限时间跟踪控制方法

基本信息

申请号	CN201510505266.6	申请日	-
公开（公告）号	CN105093934B	公开（公告）日	2017-08-25
申请公布号	CN105093934B	申请公布日	2017-08-25
分类号	G05B13/04(2006.01)I	分类	控制；调节;
发明人	马广富;孙延超;李传江;刘昱晗;刘萌萌;苏雄飞	申请（专利权）人	哈尔滨工业大学国家大学科技园发展有限公司
代理机构	哈尔滨市松花江专利商标事务所	代理人	哈尔滨工业大学;哈尔滨工业大学国家大学科技园发展有限公司;成都川哈工机器人及智能装备产业技术研究院有限公司
地址	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
法律状态	-

摘要

考虑干扰与模型不确定性的多机器人系统分布式有限时间跟踪控制方法，涉及多机器人系统的控制方法。为了解决现有的多机器人控制系统控制方法的鲁棒性较差的问题和多机器人系统的整体通讯负担过重的问题。本发明首先建立多机器人系统中领航机器人的动力学模型

<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>·</mo> <mo>·</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>·</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>L</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>·</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>

和跟随机器人的动力学模型

<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>·</mo> <mo>·</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>·</mo> </mover> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mover> <mi>q</mi> <mo>·</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>ρ</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>F</mi> </msub> </msub> <mo>,</mo> </mrow>

针对多机器人系统，计算多机器人系统的有向图图论中的加权邻接矩阵A及Laplacian矩阵；然后设计多机器人系统的分布式有限时间跟踪控制律

<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>·</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>Σ</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>α</mi> <mo>+</mo> <mi>βδdiag</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>δ</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>Σ</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>·</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>·</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>κ</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>

实现每个跟随机器人在有限时间内追随具有动态时变轨迹的领航机器人，完成多机器人系统有限时间跟踪控制。本发明适用于多机器人系统的控制领域。