基于双幂次滑模的多机器人编队控制

李天龙 柏建军

0 引言

从20世纪70年代到现在，机器人技术作为一个新兴的研究热点，得到了广大学者的关注[1].轮式移动机器人由于其移动灵活、适应性强，具有强大的自身承载能力等优点，已在航空航天、工业生产、物流运输等领域得到了广泛的应用[2].然而，随着需要机器人解决的问题越来越复杂，对机器人的性能提出了更高的要求，甚至出现了某些任务靠单个机器人是无法完成的情况.为了解决该问题，人们开始考虑用多个廉价、功能简单的机器人合作去完成一项复杂繁重的任务.多机器人编队控制作为机器人协同控制的一个重要研究方向，得到了广泛的研究并取得了许多有意义的成果[3-6].

根据控制策略的不同，现有的编队控制方法主要有领航跟随法、虚拟结构法、基于行为法[7]等.相比于其他方法，领航跟随法具有鲁棒性强，能够很好地对系统稳定性进行理论分析等优点，并因此得到了广泛的关注[8].文献[9]基于领航跟随法研究了基于视觉的编队算法，并对队形变换问题进行了探讨；文献[10]研究了具有输入饱和约束下的编队控制问题；文献[11]给出了沿直线编队行进的控制算法，去除了角速度不能为零的限制；文献[12]通过构造新的状态观测器，给出了一种基于视觉的自适应编队控制算法；文献[13]则将滑模控制应用到了船舶的编队控制中，有效地解决了模型不确定与外界干扰对系统性能的影响.

随着滑模控制理论的不断……