[发明专利]基于Lambert W函数的多移动机器人的单时滞控制器设计方法

说明书

基于Lambert W函数的多移动机器人时滞控制器设计方法，步骤如下：1)根据拉格朗日方法获取单个移动机器人均为一阶积分的模型；2)根据模型参数建立多移动机器人系统的单时滞控制器；3)基于Lambert W函数方法，选取合适的时滞参数，然后求取使移动机器人稳定的单时滞控制器比例参数的范围；4)将移动机器人的模型参数输入时延控制参数的计算单元，将控制参数输入监控模块执行预调控制程序；5)经过预调系统镇定的单时滞控制器施加于每个移动机器人，以便于对稳定的移动机器人进行协同控制。通过单时滞控制器程序调节各移动机器人之间的速度差来使整个系统达到一致，完成协同控制。

技术领域

本发明涉及多移动机器人系统的协同控制方法，针对多移动机器人系统，选取可使系统稳定的控制参数，设计单时滞控制器，从而提高系统的一致性。

背景技术

多移动机器人系统是分布式人工智能系统领域的一个相当重要的分支。多移动机器人系统在20世纪80年代后期已经成为分布式人工智能研究中的主要研究对象。研究多移动机器人系统的主要目的是功能相对简单的多个移动机器人之间进行分布式协同控制，完成复杂任务，为在极端环境下的作业提供了可靠的支持。

移动机器人控制系统发展和研究受到了越来越多的关注与重视。一方面机器人应用可以降低生产成本，提高生产力以及生产效率，把人类从低效率、技术含量低、枯燥繁杂以及容易疲惫的工作领域中解救出来，使得人类专注于其他方面的研究。如集装箱码头的货运搬运传递，工厂生产线中的某些零件装配以及焊接等等；另一方面机器人可以替代人类在危险、恶劣的环境中去完成一些的工作，有些环境人类甚至无法到达，比如核废料的加工和处理，对于宇宙星际空间的探索与开发，深海资源的长时间考察等等。随着机器人智能化程度的提高以及深入的研究，其应用前景越来越广泛，涉及到一些国计民生的领域，正在逐步的改变我们的生活。

多移动机器人系统是由多个简单的移动机器人有机组合而成，它包含了两方面的基本特点：一方面需要多个移动机器人模块，设计由单个移动机器人形成的模块相对容易，这也保证了整个系统的良好的模块性并且方便扩展，同时也有效地降低了应用成本；另一方面，多移动机器人系统是一个注重协调的系统，在这个系统中的各个移动机器人的功能可以比较简单，但是它们通过互相之间的通信、合作、协调、调度、管理和控制能完成复杂的整体功能。

一致性是多移动机器人分布式协作运动的重要研究方向，逐渐成为许多研究领域的热门课题。所谓一致性是指，即在一个多移动机器人系统中，所有的移动机器人最终状态能够趋于一致。一致性问题的出现主要源于合作控制问题。对于多移动机器人系统的合作控制问题，移动机器人之间共享信息是保证合作的一个前提条件，共享信息可以以多种形式出现，比如说一个共同的目标，一种共同的控制算法，或者相对的位置信息。当一组移动机器人要合作共同去完成一项任务，合作控制策略的有效性表现在，多移动机器人必须能够应对各种不可预知的形势和环境的改变，这就要求移动机器人随着环境的改变能够达到一致。因此，多移动机器人达到一致是实现协调合作控制的一个首要条件。