一类弱非完整系统的稳定性

给出一类弱非完整系统运动方程的显式，研究其一次近似的稳定性，并举例说明结果的应用。     

基于拟牛顿算法的自由下落猫的非完整运动规划

研究猫在自由下落时四肢着地的姿态运动规划问题。自由落体的猫在空中转体运动由于角动量守恒，姿态运动方程呈现为非完整形式。系统的控制问题可转化为无漂移系统的非完整运动规划问题。首先导出由两个对称刚体组成的力学模型的非完整姿态运动方程。利用最优控制理论和最优化技术，采用输入参数化的方法将连续的最优控制问题转化为离散的最优控制问题。基于拟牛顿方法，给出自由落体猫在空中姿态非完整运动规划算法。最后对自由落体猫作了数值仿真试验，仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于动力学系统的非完整移动机器人的跟踪控制

为解决具有两个驱动轮的受非完整约束移动机器人的轨迹跟踪问题,文章从机器人的动力学和运动学模型出发,设计出一种结构简单的控制器,该控制器利用单神经元网络的自学习和自适应能力,来克服未建模的系统扰动,并用Lyapunov函数对所设计的控制器进行了稳定性分析。最后仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。     

一类不确定非完整系统的鲁棒镇定

研究了具有强非线性干扰和强漂移项的链式非完整控制系统的镇定问题.设计出一种鲁棒状态反馈控制律,使得闭环系统全局收敛到原点.将Input-state scaling变换方式与Backstepping反推法相结合的技巧,应用于非完整控制系统的镇定,其中,Backstepping反推法以Lyapunov稳定为设计原则.系统的设计实现了系统全局镇定,同时具有良好的动静态性能.仿真结果验证了本设计控制律的有效性.     

一种移动机器人系统的运动学解法

把行走机构与安装于其上的操作机作了一个整体来考虑,从末端执行器的作业要求出发,研究了机器人运动参数解的存在性条件,并提出运动参数的一种解法。     

随机时滞非完整系统的自适应控制器设计

本文处理具有随机时滞的非完整系统的控制器设计问题。目标是对这类随机时滞非完整系统通过应用非连续控制,设计一个依概率全局渐进稳定控制器。基于第一个子系统的输出测量的切换控制方案的应用得到系统渐进稳定。应用基于建设性操作的积分反推技术来设计控制器。系统的依概率渐进稳定得到实现。仿真算例进一步证明了设计过程的有效性。     

受非完整约束多刚体系统的动力学方程

本文利用速度空间的概念，将多刚体系统所受的完整和非完、整约束作为速度空间中的嵌入流形，由Ｊｏｕｒｄｉａｎ原理导出了以流形曲线坐标表示的受完整和非完整约束多刚体系统的动力学方程，并利用本文结果讨论了一个平面开链机械臂动力学方程的建立过程。     

单面非Chetaev型非完整系统的积分因子和守恒律

为了进一步研究非完整系统的守恒律,将积分因子方法应用于具有单面约束的非Chetaev型非完整系统,建立了寻找具有单面约束的非Chetaev型非完整系统的守恒律的一种新方法。首先寻求非完整系统存在守恒律的必要条件;其次建立系统积分因子与守恒律的关系,给出用于确定积分因子的广义Killing方程;最后得到单面非Chetaev型非完整系统的守恒律,并举例说明结果的应用。结果表明利用积分因子方法可以研究单面非Chetaev型非完整系统的守恒律。     

载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人运动规划

为满足自由漂浮空闻机器人系统工作时需保证载体姿态稳定的要求,提出了一种载体姿态无扰动的非完整运动规划方法.该方法通过引入载体姿态无扰约束方程,构建载体姿态无扰曲线组,设计了关节空间基本规划算法;采用多次规划的方法,克服了基本算法不能够在整个无扰工作空同内规划的不足.仿真得到的位置偏差和路径规划结果表明机械臂末端达到目标点的同时确保了载体姿态无扰动,从而验证了所提方法的有效性和可行性.     

Flocking of multi-robot systems with connectivity maintenance on directed graphs

Analysis and design techniques for cooperative flocking of nonholonomic multi-robot systems with connectivity maintenance on directed graphs are presented. First, a set of bounded and smoothly distributed control protocols are devised via carefully designing a class of bounded artificial potential fields （APF） which could guarantee the connectivity maintenance, col ision avoidance and distance stabilization simultaneously during the system evolution. The connectivity of the underlying network can be preserved, and the desired stable flocking behavior can be achieved provided that the initial communication topology is strongly connected rather than undirected or balanced, which relaxes the constraints for group topology and extends the previous work to more generalized directed graphs. Furthermore, the proposed control algorithm is extended to solve the flocking problem with a virtual leader. In this case, it is shown that al robots can asymptotically move with the desired velocity and orientation even if there is only one informed robot in the team. Finally, nontrivial simulations and experiments are conducted to verify the effectiveness of the proposed algorithm.