[发明专利]多移动机器人的二自由度分数阶协同控制方法

摘要

具有分数阶模型的多移动机器人的二自由度协同控制方法，步骤如下：1)根据移动机器人在草地上或者玻璃上滑行时的特性，获取单个移动机器人的分数阶模型2)根据模型参数确定能够保证单个机器人稳定的个体控制器的稳定集合；3)通过粒子群算法获取满足鲁棒性的最优控制器参数；4)将个体控制器和原来的模型结合成新的模型，求得耦合控制器的稳定集；5)在所求取的耦合控制器稳定集中通过粒子群算法选取最优控制参数，并执行分数阶PID控制程序，使多移动机器人系统完成协同控制。

主权项

1.草地或玻璃环境下的多移动机器人的二自由度分数阶协同控制方法，包括如下步骤：步骤1，先基于刚体运动学原理，考虑移动机器人移动在草地或者玻璃上时的特性，建立具有如下传递函数形式的移动机器人模型g(s)： g ( s ) = b n s β n + Σ i = 0 n - 1 b i s β i s α n + Σ i = 0 n - 1 a i s α i e - θ s - - - ( 1 ) ]]>若令g(s)的分子和分母分别为N(s)和D(s)，则式(1)中，s为复平面上的一个变量，αn和βn分别表示D(s)和N(s)中s项的最高阶次，αn＞βn，e为数学常数，si为s的i次方，在D(s)中，αi为分数，ai是D(s)中项所对应的系数，在N(s)中，βi为分数，bi是N(s)中项所对应的系数；然后，将辨识出的模型参数送到主机的存储单元RAM中；步骤2，建立具有个体反馈控制器集合c1(s)，耦合反馈控制器集合c2(s)，带有时滞控制模型集合g(s)的多移动机器人反馈控制系统，g(s)为单个移动机器人，c1(s)和c2(s)是具有以下形式的分数阶PID控制器： c 1 ( s ) = c 2 ( s ) = k p + k i s λ + k d s μ - - - ( 2 ) ]]>其中，kp、ki和kd分别为PID控制器的比例、积分和微分增益，λ为积分环节阶数，μ为微分环节阶数；用为与单个移动机器人相邻的邻居个数矩阵，k为单个移动机器人的邻居个