[发明专利]一种基于云的多移动机器人输出一致性控制系统

说明书

本发明涉及一种基于云的多移动机器人输出一致性控制系统，将云计算和多移动机器人系统相结合，利用云计算出色的计算能力和云的超大存储容量，实现移动机器人的输出控制和云计算的相结合，其中，每组移动机器人只需要和相应云端节点通信，执行向云端节点上传数据和从云端节点下载数据，如此不需要和邻居移动机器人通信，将大大减少每组移动机器人的通信负担，降低对移动机器人微处理器存储空间的要求，进而使得移动机器人的能量消耗和投入成本也得到有效降低；同时结合云边缘侧所设计的扰动观测器，执行扰动处理，实现多移动机器人的输出一致，提高多移动机器人的协同工作效率。

技术领域

本发明涉及一种基于云的多移动机器人输出一致性控制系统，属于机器人控制技术领域。

背景技术

多移动机器人协同搬运控制是多移动机器人系统的典型应用,在一些特殊场合中具有较强的应用潜力。与单组的移动机器人系统相比，多组多移动机器人能够完成更复杂的任务。然而，随着系统规模的增大，移动机器人的数量在不断增加，那么对于配备存储空间有限的微处理器的移动机器人，计算速度就会变慢，影响多移动机器人的工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于云的多移动机器人输出一致性控制系统，考虑系统中所存在的扰动情况，通过网络延迟补偿的设计，处理扰动、并实现多移动机器人的输出一致，减少单个移动机器人的通信负担。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于云的多移动机器人输出一致性控制系统，用于针对M分组、共计N个移动机器人执行一致性移动控制，其特征在于：系统包括各组分别一一对应的各云端节点，以及各移动机器人分别连接的传感器，各云端节点中分别均包括状态观测器、状态预估器、辅助单元、预测控制器、延迟单元；

一致性移动控制过程中，基于移动控制信号r₀的出现，首先初始化最大延迟移动机器人所在组为第1组，其余各组的序号依次为2至M，且各组中最大延迟移动机器人分别为其所在组中的第1移动机器人，各组中其余各移动机器人的序号依次位2至N_m，1≤m≤M，N_m表示第m组中移动机器人的数量，然后全部各个移动机器人分别经各模块执行如下工作：

传感器：

由移动机器人所连传感器，获得进行该移动机器人在当前时刻t的位置信息并获得执行网络传输经该移动机器人所对应其上传至云端的网络传输延迟至对应云端节点的位置信息其中，1≤n_m≤N_m，n_m表示第m组中第n_m移动机器人，第1组中第1移动机器人在当前时刻t的位置信息由其所连传感器结合移动控制信号r₀获得；

状态观测器：

该移动机器人所在组对应云节点中的状态观测器接收并结合同组中延迟单元所输出该移动机器人由当前时刻t经网络传输延迟的预测控制力输出该移动机器人由当前时刻t经网络传输延迟的位置估计信息与速度估计信息组成的估计向量并传输至同组中的状态预估器；

状态预估器：

该移动机器人所在组对应云节点中的状态预估器接收并结合同组中延迟单元输出该移动机器人由当前时刻t经网络传输延迟的预测控制力输出该移动机器人由当前时刻t经云端下传至该移动机器人的网络传输延迟的预测位置信息并分别传输至同组中的辅助单元与预测控制器，其中，k表示第m组中第n_m移动机器人上传数据网络传输延迟与下载数据网络传输延迟之和，k的取值范围为2至

辅助单元：

若该移动机器人为第1组中第1移动机器人，则该移动机器人所在组对应云节点中的辅助单元接收并结合移动控制信号r₀，输出该移动机器人在的辅助变量