[发明专利]基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法，所述轮式机器人包括一个领导机器人和多个跟随机器人，该方法包括以下步骤：1)设定跟随机器人与领导机器人匀速直线编队时的期望相对位置，构建基于事件触发机制的外部信号观测器，获取每个跟随机器人相对领导机器人的观测值；2)计算跟随机器人与领导机器人的位置误差，结合机器人线性化模型，获取跟随机器人的标准位置和标准控制输入；3)基于跟随机器人的标准位置和标准控制输入，构建完全分布式自适应控制器，获得跟随机器人的实时系统控制输入。与现有技术相比，本发明具有准确可靠、节省能源和更加稳定的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于自适应事件触发的多智能体完全分布式协同控制方法，尤其是涉及一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法。

背景技术

随着多智能体技术的发展，业界对于基于事件触发的分布式控制有着越来越高的要求。因为在某些复杂环境中，单个多智能体无法获知整个多智能体系统的全局信息，同时多智能体之间因为能源有限、环境复杂无法实现连续的通信。因此，近些年来，基于事件触发的多智能体完全分布式协同控制的研究受到了国内外学者的广泛关注。

轮式机器人编队控制便是多智能体协同控制的一个细分领域。而轮式机器人匀速直线编队控制问题是轮式机器人编队控制问题的一个子问题，目前尚没有研究或者专利技术能够实现避免连续通信的轮式机器人完全分布式匀速直线编队控制。众所周知，轮式机器人自身携带能源有限，而通信是一个十分耗能的过程。同时在某些情况下，由于环境因素的干扰，轮式机器人间无法实现连续通信。因此通过引入事件触发技术可以实现间断通信，节省能源。若采用集中式的控制方式，当核心机器人出现问题时，整个编队便会瘫痪。另外实现集中式控制的通信成本过高，不适合应用于实际场景中。因此设计一种基于自适应事件触发的轮式机器人完全分布式匀速直线编队控制器设计方法势在必行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法，所述轮式机器人包括一个领导机器人和多个跟随机器人，该方法包括以下步骤：

S1：设定跟随机器人与领导机器人匀速直线编队时的期望相对位置，构建基于事件触发机制的外部信号观测器，获取每个跟随机器人相对领导机器人的观测值；

S2：计算跟随机器人与领导机器人的位置误差，结合机器人线性化模型，获取跟随机器人的标准位置和标准控制输入；

S3：基于跟随机器人的标准位置和标准控制输入，构建完全分布式自适应控制器，获得跟随机器人的实时系统控制输入。

进一步地，所述步骤S1中，外部信号观测器的事件触发机制的表达式如下：