基于多智能体的多机械臂系统自适应协调控制及其应用

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1、基于多智能体的多机械臂系统自适应协调控制及其应用重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名：周勇城指导教师：马铁东副教授兼职导师：韩花丽高工学位类别：工程硕士（控制工程领域）重庆大学自动化学院二O一六年四月AdaptiveCooperativeControlofMulti-manipulatorsSystemBasedonMulti-agentanditsApplicationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequ

2、irementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhouYongchengSupervisedbyAssociateProf.MaTiedongPluralisticSupervisedbySen.Eng.HanHualiSpecialty:ME(ControlEngineeringField)CollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着科学技术的发

3、展，智能化是当今科技时代的主题，而机器人代表智能化前沿的科技。机器人在不断发展的同时我们对智能化的需求日益增长，科学家们想到了用多个机器人解决这种需求，所以现如今对多机器人系统的研究成为控制领域一个热点问题。另一方面，多智能体作为多智能系统抽象出来的概念，也不断被国内外广大学者所研究。本文为解决多机械臂系统的协调控制问题，我们借助多智能体的研究方法来研究多机械臂系统的协调控制问题可以简化问题的复杂性，能够设计出高效可行的系统控制协议。因此，本文首先将对一类多智能体系统开展研究，并将此类方法应用到多机械臂系

4、统中进行深一步研究。论文的主要工作如下：第一，研究了在有向图中的一类非仿射多智能体系统的协调控制问题。前提是在每个智能体只能获取局部目标信息，并且系统中的领导者为时变的状态。对于整个系统呈现出非仿射的形式的情况，本文采用隐函数定理和中值定理将控制器分离开来，另外的非线性部分，引进RBF神经网络对非线性部分进行逼近，设计分布式自适应协调控制器，并利用李雅普诺夫稳定性理论证明系统在有限时间内达到最终一致稳定并保持稳定，确保每一个智能体的信息或者状态能够跟踪上领导者的信息或者状态。第二，针对多机械臂系统，将多机

5、械臂系统中复杂项当成是非仿射系统来处理，利用非仿射算法的设计思想，结合隐函数定理和中值定理将非仿射系统转化为仿射系统，把控制器分离出来，设计分布式自适应控制策略，同样采用李雅普诺夫稳定性理论证明所有从动机械臂系统在有限时间内能够跟踪上主动机械臂系统。本文提出的分布式自适应协调控制器能很好实现上述跟踪问题，两个仿真结果能够说明算法的有效性。关键词：一致性，分布式自适应协调控制，非仿射多智能体系统，多机械臂系统重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofsciencea

6、ndtechnology,intelligentisthethemeinthemoderneraofscienceandtechnology,andonbehalfoftheintelligentrobotintroductionofscienceandtechnology.Robotinthecontinuousdevelopmentofourdemandforintelligentgrowingatthesametime,scientiststhoughtofusingmultiplerobotsto

7、solvethiskindofdemand,sonowthestudyofmulti-robotsystembecomeahotissueofcontrolfield.Asmoreintelligentmulti-agentsystem,ontheotherhand,theconceptofabstracting,hasbeenstudiesbymanyscholarsbothathomeandabroad.Tosolvetheproblemofcoordinatedcontrolofmultiplero

8、botarmsysteminthispaper,weusemulti-agentresearchmethodstostudythecoordinationcontrolproblemofmulti-manipulatorscansimplifythecomplexityoftheproblem,tobeabletodesignafeasiblesystemcontrolprotocol.Therefore,thisarticl