基于领航-跟随法的多机器人编队控制

编队控制是多机器人系统研究的核心问题之一，具有广泛的研究价值。针对编队问题，通过对轮式差分驱动机器人运动模型进行分析，并设计相应的控制器。在传统的领航-跟随模型上，引入“虚拟机器人”，将跟随者机器人对领航者机器人的轨迹跟踪转换为跟随者对“虚拟领航者”的轨迹跟踪。首先，预设定实际领航者机器人的行进路径，由实际领航者引导运动方向的运动轨迹被视为主轨迹，虚拟机器人通过数据产生参考点从而生成参考轨迹，跟随者机器人通过对参考轨迹的跟踪与“虚拟领航者”构成轨迹误差跟踪系统。然后通过Lyapunov的控制理论验证控制器的理论可行性，最后在MATLAB/Simulink仿真平台进行实验，通过改变控制参数来使机器人形成相应的期望队形，在较短的时间内，跟随机器人对参考轨迹的跟踪误差趋向于0且速度收敛，验证了编队系统的可行性。