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梁昌铎,葛明峰*等,机电学院,IEEE Transactions on Cybernetics (2020),Output Multiformation Tracking of Networked Heterogeneous Robotic Systems Via Finite-time Hierarchical Control

近日,机电学院葛明峰副教授团队硕士研究生梁昌铎以第一作者在控制领域《IEEE Transactions on Cybernetics》(IF=10.387)期刊上刊发研究成果。该文设计了几种新型的有限时间分层控制算法成功地解决了多机器人系统的多编队跟踪问题。此外,该文还提出的一套系统的稳定性分析方法,能为相关的多群集行为问题分析提供理论指导。

分布式协同控制方法因其众多优点开始得到研究人员的关注,如强鲁棒性、灵活性、低能耗等。此外,作为现代工业智能制造的主要助力,机器人相关控制方法研究也成为了研究热点,尤其是多机器人系统的分布式控制算法。然而,目前已有的相关研究都是设法使多机器人系统达到一个单个的群集行为。但是在实际工业应用中,倘使多机器人需要同时完成多个任务时,这些控制算法便无法满足实际需求。另一方面,收敛速率是控制算法的一个重要指标。这也使得有限时间控制方法得到了更多的关注。然而,在针对具有强耦合性、高非线性、以及复杂结构的多机器人系统时,其有限时间控制算法的设计成为了一项具有挑战的工作,尤其针对多群集行为问题的研究。

针对以上科学问题,研究团队充分考虑了机器人实际工况(参数不确定性、外部扰动、以及运动学冗余),对多机器人进行了运动学和动力学建模。在此基础上设计了几种有限时间分层控制算法,成功解决了多机器人系统的多编队跟踪控制问题,弥补了该领域所存在的空缺。

该研究成果受到国家自然科学基金(61703374等),中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费专项资金项目(1910491B05)的资助。

论文信息:

Tilte: Output Multiformation Tracking of Networked Heterogeneous Robotic Systems Via Finite-time Hierarchical Control

Authors: Chang-Duo Liang, Ming-Feng Ge, Zhi-Wei Liu, Yan-Wu Wang, Hamid Reza Karimi

Source: IEEE Transactions on Cybernetics

DOI: 10.1109/TCYB.2020.2968403

Published online: 12, February , 2020

论文链接: https://ieeexplore.ieee.org/document/8990015