一致环境下多智能体系统的群集算法

针对一致环境下智能群体的群集运动控制算法进行了研究.在群中智能体感知范围有限的情况下,群体拓扑图是动态变化的,假设群体拓扑图时刻保持连通,且群中所有智能体受到外界环境的影响是一致的,通过引入光滑的势场函数,设计了群集控制算法,运用李雅普诺夫稳定性理论,证明了多智能体能取得群集运动,仿真实例验证了算法的有效性.     

一种基于混合智能体系统的Flocking算法

对由多个具有二次积分动态、通信半径不同的智能体组成的混合群体跟随领航者取得flocking运动进行研究.针对不同智能体的通信半径存在个体差异这一现象,提出一种分散控制算法.该控制策略能够保证混合智能群体跟踪一个速度固定的虚拟领航者,形成紧凑、无碰撞的队列且各智能体的速度最终收敛于领航者的速度.最后给出了算法可行性的理论分析,并针对20个具有不同通信半径的智能体跟随一个速度固定的虚拟领航者的情形给出了计算机仿真,验证了算法的可行性.     

稳定的有领航者的多移动agent群集运动控制

对具有二次积分动态的多移动agent跟随领航者（Leader）取得群集（Flocking）运动编队进行了研究．提出了一个分散控制方法对多移动agent进行分散控制,并通过理论证明得到以下主要结论：a．所有agent速度方向收敛到同一方向并与领航者保持一致;b．所有agent速度大小收敛并与领航者相同;c．互连的agent之间没有碰撞发生;d．所有agent的人工势场函数被最小化．用图论模型表示agent之间的相互作用及通信关系,对固定的网络拓扑,控制互连拓扑是固定的、时不变的,运用传统的李亚普诺夫理论进行了稳定性分析．最后,给出了一个计算机仿真例子对所得结论进行了验证．仿真结果表明,控制策略可以保证所有agent的速度大小和方向收敛到与Leader保持一致,同时避免碰撞,并保持一个紧凑的编队．     

基于虚拟领航者的智能群体群集运动控制

通过借鉴预测控制的基本思想,研究了智能群体的群集运动,并建立了一种个体在运动过程中能根据周围环境自适应选取虚拟领航者的群集运动控制模璎.该模型描述了生物群集过程中无领导者的自然现象,克服了传统leader-follower模式的单向信息流的缺陷,增强了系统的自适应性与鲁棒性,提高了系统的稳定性.仿真结果表明:与已有文献相比,该模型收敛速度较快;形成紧凑的编队后,队形稳定运行的速度也较快.     

一种基于邻域感知的群集控制算法

对具有二次积分动态的智能群体（flock／swarm）,在固定通信网络取得的群集运动（flocking／swarming）进行了研究．根据传统势场法的思想给出虚拟力函数的数学化定义,提出了邻域感知算子的概念,解决了智能群体数量增大时每个智能体受到影响过多而合力不确定性增加的问题．运用LaSalle不变集原理和代数图论相关知识对控制算法进行了稳定性分析,并得出如下主要结论：1）智能体速度大小和方向渐近收敛,最终趋于一致;2）智能体之间的距离渐近趋于期望距离,并最终保持相对稳定;3）有互连关系的智能体之间不会有碰撞发生．理论分析显示,网络图的连通性和对Laplacian矩阵元素的平滑性处理保证了群集效果的优秀性．最后,给出一个Matlab算例仿真对理论结果进行了验证．     

基于势场函数的多智能体编队避障控制

势场函数方法广泛应用在避障与目标追击控制中,但是大多应用在静态环境中,即障碍物与目标是静止的。通过扩展势场函数,并结合图论与领航者方法,设计出新的控制算法。障碍物与目标的速度都考虑在势场函数定义中。基于这种新的控制算法,研究了多智能体群集控制,所提方法不仅保证智能体追击上运动的目标,同时确保能安全躲避障碍。由于所提方法是基于智能体行为,因此方法的一个优点就是容易升级。最后,仿真表明所提方法的有效性。     

线性多智能体系统的追踪一致性

考虑了多智能体系统在自适应协议控制下的追踪一致性问题,假定智能体之间的信息流拓扑图含有一棵有向生成树,并且跟随者(followers)之间的信息流是无向的.提出自适应控制协议,并运用李雅普诺夫函数方法讨论误差系统的渐近稳定性,即所有的跟随者能够渐近追踪到(领航者)leader的轨迹.     

一种面向多智能体群集的避障算法

多智能体群集中的避障问题是研究的难点问题,每个智能体需要安全避开障碍物并朝着目标点前进.根据现有的基于人工势场函数的群集算法,提出一种改进的具有避障能力的群集算法.在该算法中,将障碍物等效成虚拟智能体进行避障.智能体感知到障碍物后,不是立即采取避障措施,而是将智能体的速度方向和目标点考虑在内,根据智能体不同的速度方向和目标点的位置,采取不同的避障措施.经理论分析与实验验证,表明所提出的算法能够有效地躲避障碍,并且在避开障碍物后更快地达到群集.     

随机多智能体系统一致增益问题分析

在随机多智能体系统一致增益函数为一常数函数不满足鲁棒性条件下,把现有文献中一致稳定性鲁棒性增益条件加以拓展,得到了保证系统趋于一致稳定性的新条件,分析了随机多智能体系统一致稳定性问题.运用代数图理论和随机稳定性理论,把随机多智能体系统的一致稳定性问题通过系统变换转化为闭环随机多智能体系统状态差为变量的随机微分方程的稳定性问题;然后运用随机稳定性系统理论来分析闭环随机多智能体系统状态差系统是一致稳定的,从而得到了随机多智能体系统一致稳定性的条件.最后通过实例来验证所提系统的可行性和有效性.     

群集模型的软控制研究

研究了一类群集模型的软控制.通过在群中加入一个或多个可控智能体(CIA)来干扰群的运动形式,从而实现了在不改变群的局部运动规则的条件下控制群的运行速度,加快了群的收敛速度,并实现了群的分化.模拟结果表明了此方法的有效性.     

二阶非线性多智能体系统的固定时间领导-跟随集群

对多智能体系统的固定时间领导-跟随集群问题进行了研究.利用非光滑技巧,结合一个固定时间稳定性定理和图论,实现了多智能体系统在固定时间内形成领导-跟随集群,得到了稳定时间上界估计式.同时给出了个体之间避免碰撞的一个充分条件,并且刻画了系统达到稳定状态时的群体大小.最后通过仿真模拟验证了理论分析的有效性.     

光滑支持向量分类机概述

支持向量分类机是一种新的分类方法,因其优越性得到了深入的研究和广泛的应用,光滑支持向量分类机是支持向量分类机的一种快速求解模型．对光滑支持向量分类机进行了研究,包括原理的概述、光滑函数的讨论、训练算法的介绍、应用的总迷,研究前景的分析和展望．     

基于圆弧-直线-圆弧理论的移动机器人路径规划研究

为实现移动机器人点到点的平滑运动,需要规划出一条平滑路径使移动机器人到达目标点的位置和目标方向。针对传统Turn-Run-Turn方法规划的路径不连续,效率低等问题,在双圆弧理论的基础上提出圆弧-直线-圆弧路径规划方法并进行了理论推导。在实验室环境下,采用履带式移动平台对本文提出方法进行了实验验证。实验结果表明,通过该方法可使移动平台到达目标点的位置和方向,其横向误差均值为10.5 cm,纵向误差均值为3.7 cm,方向误差值均值为1.5°。     

非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制研究

根据机器人的运动学模型 ,对具有非完整特性的移动机器人轨迹跟踪控制进行了研究 .采用基于积分backstepping时变状态反馈方法 ,引入具有双曲正切特性的虚拟反馈量 ,设计机器人轨迹跟踪控制算法 ,并且利用Lyapunov方法证明系统的全局稳定性 .考虑到机器人的动力学约束 ,控制律中引入机器人系统速度、加速度受限策略以保证机器人运动平滑 .仿真证明该算法具有快速、精确、全局稳定的良好特性     

植绒PVC管对隧道排水管防除结晶的作用研究

为了研究植绒PVC管对隧道排水管防除结晶的作用。通过在普通PVC管内壁,采用热处理,将植绒膜光滑一侧紧贴PVC管内壁,选取绒毛长度分别为0.4mm和0.8mm,在两种不同水压条件下,对比分析普通PVC管、0.4mm植绒PVC管以及0.8mm植绒PVC管结晶物变化规律,利用电镜扫描绒毛上的结晶物,分析结晶物与绒毛的粘结形态。结果表明：随着时间的增长,有植绒的PVC管结晶物重量呈先增大后减小或趋于稳定的趋势,而普通PVC管结晶物重量呈缓慢增长的趋势;对于普通PVC管而言,水流速度或者水压越大,管道内壁越不容易附着结晶物,对于植绒PVC管而言,结晶物附着的难易程度与绒毛长度有着密切关系。可见植绒PVC管对隧道排水管除结晶有一定的作用,绒毛长度应根据水流速度或者水压大小选取以充分发挥绒毛除结晶的效果。     

移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验

摘要： 针对目前移动焊接机器人进行滑模变结构控制的动力学研究较少,且滑模变结构控制中产生的高频振荡及其对移动焊接机器人的焊缝跟踪精度影响较大的问题,搭建了移动焊接机器人平台,建立了移动焊接机器人的运动学和动力学模型,并提出了一种能够实现移动焊接机器人高精度焊缝跟踪的新型控制算法.基于移动焊接机器人的动力学模型,采用滑模变结构控制理论对移动焊接机器人进行鲁棒性控制,并采用光滑的连续函数代替滑模变结构控制中的符号,以消除高频振荡的影响.结果表明了所提出方法的可行性和有效性.在焊缝跟踪过程中,移动焊接机器人运行平稳,得到了较高的跟踪精度.     

不同充水状态下隧道植绒排水管防除结晶的效果研究

为了研究不同充水状态下隧道植绒排水管防除结晶的效果,通过在普通PVC管内壁,采用热处理,将植绒膜光滑一侧紧贴PVC管内壁,选取绒毛长度分别为0.4 mm和0.8 mm;在两种不同充水条件下,对比分析普通PVC管、0.4 mm植绒PVC管以及0.8 mm植绒PVC管结晶物变化规律。利用电镜扫描绒毛上的结晶物,分析结晶物与绒毛的粘结形态。结果表明:在半管流条件下,随着时间的增长,植绒PVC管结晶量有先增大后逐渐稳定或者减小的趋势;普通PVC管基本上呈缓慢增加的趋势,且到某一阶段结晶量显著增加而到另外一阶段又显著减小,满管流条件下变化规律相似;对于普通PVC管而言,满管流情况下管道内壁越不容易附着结晶物;对于植绒PVC管而言,结晶物附着的难易程度与绒毛长度有着密切关系。可见植绒PVC管对隧道排水管除结晶有一定的作用,绒毛长度应根据排水管充水状态选取,以充分发挥绒毛除结晶的效果。