非完整约束多智能体系统基于屏障控制函数的分布式协同控制
娜茜泰1
高飞1
翁智1
夏元清2
1.内蒙古大学电子信息工程学院,内蒙古呼和浩特0100212.北京理工大学自动化学院,北京100081
摘要：本文设计了一种基于屏障控制函数(CBF)的分布式协同控制算法,实现了领航-跟随者框架下非完整约束多智能体系统的连通性与编队控制.首先,通过将连通性保持问题建模为系统约束,定义了该约束的调零屏障函数(ZBF).其次,在此基础上,构建李雅普诺夫函数与角速度输入之间的关系,对跟随者智能体设计了基于调零屏障函数的协同控制算法,其中线速度控制器保证跟随者的速度的跟踪与队形的跟踪,而梯度型角速度控制器实现跟随者角度的矫正.然后,利用调零屏障函数不变集相关引理证明了连通性约束集为正不变集,若初始时刻连通,则跟随者智能体始终与领航者保持连通性.同时,本文提出的算法实现编队误差的渐近收敛.本文中的队形适用常见的固定队形编队需求,也适用于领航者是动态(有线速度和角速度)的情况.最后,通过数值仿真进一步验证了该算法在不同队形需求下的有效性.
关键词：多智能体系统屏障控制函数非完整约束系统连通性编队
资助基金：国家自然科学基金(61941304)国家自然科学基金(61966026)内蒙古自治区自然科学基金项目(2019BS06006)内蒙古自治区自然科学基金项目(2020BS06004)
论文发表日期：2022-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 663-670 )
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