专利汇可以提供一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用扰动 信号 的非完整多 机器人 协调控制方法,其包括:系统级联结构分解过程中,根据机器人内部结构特点分解为 位置 子系统与方向子系统两部分互相耦合系统;当群体系统期望参考信号满足持续激励条件时,对于可直接获得参考信号的非完整 移动机器人 ,仍利用通常基于邻居分布式协调控制律设计方法,构造其分布式协调控制律;当群体系统期望参考信号满足持续激励条件时,在可获取该参考信号的非完整移动机器人方向子系统控制中加入虚拟的扰动 激励信号 ,并在位置子系统实现协调控制后关闭该扰动激励信号,然后再实现方向子系统的协调控制,进而完成对于该类非持续激励参考信号的完全 跟踪 。,下面是一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法专利的具体信息内容。
1.一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤一:根据描述机器人的非完整动力系统,按照其结构特点,将复杂系统解耦为互相级联的位置子系统与方向子系统;
步骤二:对于能获取Leader信息的机器人系统,在Leader系统为持续激励信号的情况,设计基于邻居的分布式协调控制律;
步骤三:对于能获取Leader信息的机器人系统,在Leader系统不满足持续激励信号的情况,利用加入扰动信号的办法设计基于邻居的分布式协调控制律;
步骤四:对于不能获取Leader信息的机器人系统,设计基于邻居信息的分布式协调控制律。
2.根据权利要求1所述的一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于:
所述方法还包括:
步骤一:预处理,据拓扑关系对机器人分类;
根据个体机器人与Leader之间是否存在信息交互,将所有N个机器人系统可以分为能直接获取Leader信息的机器人集合Ⅰ与不能直接获取Leader信息的机器人集合Ⅱ两部分;
步骤二:机器人系统模型变换与结构分解;
对于由公式(1)描述的个体机器人系统,经过如下坐标变换
xi1=θi,
xi2=xicosθi-yisinθi,
xi3=xisinθi+yicosθi,
可以化为如下链式形式:
从而原系统的一致性问题转化为如下子系统
与子系统
的一致性;
类似坐标变换应用于群体机器人系统期望运动目标,可将系统公式(2)化为如下系统:
经上述坐标变换,将描述机器人的非完整动力系统,按照系统结构特点,解耦为互相级联的位置子系统与方向子系统;
步骤三:第I类机器人分布式控制律设计
所述方法直接获得Leader信息的第I类机器人协调一致性控制律的设计,该类机器人协调控制律的设计与Leader运动状态有很大的关系,由公式(4)可以看出,不同Leader信号下xi1的一致性将对于(xi2,xi3)的一致性产生重要的影响;第I类机器人系统协调控制律的设计根据Leader具体运动情况分为Leader满足持续激励条件和Leader不满足持续激励条件;
所述方法的设计过程包括:
1)Leader满足持续激励条件:
第一个子系统协调控制律的设计与通常积分器系统协调控制类似;系统公式(3)的一致性协议设计采用基于平均的分布一致性协议:
根据子系统(4)的具体结构,采用如下一致性协议:
其中,k1,k2,k3为严格大于零的常数,若第i个机器人同第j个机器人之间存在通信连接,则aij=1;否则aij=0,此种情况下,分布式协调控制律公式(6)的设计过程中,利用期望参考信号的持续激励特性保证子系统公式(4)的可控性,进而通过协调控制律公式(6)实现整个非完整机器人系统的协调控制;
Leader或者参考信号收敛于零或者等于零时,由于第一个子系统公式(3)过早的收敛于零,导致第二个子系统公式(4)不可控,因而此时上述协调控制律公式(5)和公式(6)不能实现此种情况下的一致性;
令 表示第i个机器人坐标(xi2,xi3)同其所有邻居机器
人(xi2,xi3)之间的平均误差,分布式控制律ui1设计如下:
分布式控制律ui2的设计仍采用公式(6),其中ε为设计者根据任务要求指定误差区间的大小;一致性控制律公式(7)的设计过程中,根据位置子系统公式(4)一致性误差ρi的大小,在协调控制律公式(7)的设计过程中加入或者关闭具有持续激励特性的扰动信号ksin(t);
步骤四:第Ⅱ类机器人分布式一致性控制律的设计
该集合类中机器人不能获得Leader机器人信息,控制过程中只需要和其同等地位的非Leader机器人交换信息;该集合类机器人协调控制设计过程中,需要与周围邻居完成预定的协调控制目标;
第Ⅱ类机器人分布式控制律设计如下:
其中,k4,k5,k6为大于零的常数,且满足k4>k1,k5>k2,k6>k3。
3.根据权利要求2所述的一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于:所述方法的方向子系统公式(3)和公式(4)协调控制律设计是利用子系统邻居的位置信息,通过两子系统时间尺度分离实现协调控制。
4.根据权利要求1所述的一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于:所述方法的步骤一包括:将非完整力学系统解耦为互相级联的位置子系统与方向子系统。
5.根据权利要求1所述的一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于:所述方法的步骤二包括:协调控制律的设计过程是利用期望参考信号的持续激励特性。
6.根据权利要求1所述的一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于:所述方法的步骤三包括:一致性控制律的设计过程中是根据位置子系统一致性误差的大小,在方向子系统一致性协调控制律的设计过程中加入或者关闭具有持续激励特性的扰动信号。
7.根据权利要求1所述的一种利用扰动信号的非完整多机器人协调控制方法,其特征在于:所述方法的步骤四包括:在非完整移动机器人系统分布式协调控制律的设计过程中,位置子系统仅利用系统邻居位置信息,方向子系统也仅利用邻居系统方向信息。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种变电站智能巡检机器人安全通信接入系统 | 2020-05-11 | 765 |
一种老年人室内活动搀扶机器人系统及其应用方法 | 2020-05-13 | 608 |
一种Stewart型并联柔索机器人运动学标定方法 | 2020-05-16 | 880 |
一种基于FPGA的田间视频图像实时分割系统及方法 | 2020-05-20 | 340 |
工业应用服务处理方法和系统 | 2020-05-08 | 334 |
超前预报底板探测智能雷达搭载系统及探测方法 | 2020-05-15 | 584 |
一种半导体元器件缺陷检测方法和设备 | 2020-05-18 | 14 |
一种缺陷修复机器人抓取非静止导线的方法及系统 | 2020-05-18 | 193 |
一种为移动机器人确定移动轨迹的方法和装置 | 2020-05-08 | 858 |
一种切削加工机器人的动态误差补偿与控制方法 | 2020-05-11 | 25 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。