多航行体协同控制中的分布式一致性理论与应用/海军新军事变革丛书 (美)任伟//比尔德|主编:马伟明|译者:吴晓锋【正.

基本信息

内容提要

《多航行体协同控制中的分布式一致性--理论与应用/海军新军事变革丛书》编著者任伟、比尔德。《多航行体协同控制中的分布式一致性--理论与应用/海军新军事变革丛书》分为14章，主要内容包括：协同控制中的一致性算法概述，关于单积分动力系统和双积分动力系统的一致性算法关于刚体姿态动力系统的致性算法编队集结和轴向校准、编队队形控制、太空编队航行、火灾监测和空中监视等应用问题。书中所列的六个附录分别介绍了图论和矩阵理论的相关概念，以及线性系统和非线性系统的背景知识。另外，作者还保留了个网站，从中可以找到与本书若干章节相关的仿真实例和试验视频资料。从事控制系统理论研究和在相关实验室工作的专业人员，以及在机器人和航空航天工业界工作的相关人员，都可以从本书中得到启发。本专著也可作为机器人学、线性和非线性控制系统等研究生课程的参考书。

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精彩导读

目录

第1章　协同控制中一致性算法概述11．1　引言 11．2文献综述：一致性算法51．2．1基本一致性算法51．2．2一致性算法的收敛性分析81．2．3一致性算法的设计与扩展151．2．4基于一致性算法的协作策略设计181．3本书概况211．4注释23致谢23第2章　关于单积分动力系统的一致性算法242．1　基本算法242．2　时不变通信拓扑下的一致性272．2．1　采用连续时间算法的一致性272．2．2　采用离散时间算法的一致性402．3　时变通信拓扑下的一致性432．3．1　采用连续时间算法的一致性472．3．2　采用离散时间算法的一致性512．3．3　仿真结果532．4　注释55致谢56第3章　关于基准状态的一致性跟踪573．1　问题描述573．2　时不变一致基准状态 583．3　时变一致基准状态 613．3．1　基本的一致性跟踪算法633．3．2　关于有界控制输入的一致性跟踪算法703．3．3　一致基准状态的信息反馈723．4　基于相对状态偏差的扩展743．5　注释75致谢76第4章　关于双积分动力系统的一致性算法774．1　一致性算法774．1．1　时不变通信拓扑下的收敛性分析794．1．2　切换通信拓扑下的收敛性分析914．2　具有有界控制输入的一致性974．3　无相对状态导数量测的一致性1014．4　注释104致谢104第5章扩展到基准模型的双积分一致性算法1065．1问题描述1065．2具有信息状态导数基准模型的一致性1075．2．1邻里航行体之间的信息状态导数相互耦合时的一致性1085．2．2邻里航行体之间的信息状态导数没有耦合时的一致性1115．3具有信息状态基准模型和信息状态导数基准模型的一致性1135．3．1所有航行体均可获知基准模型1135．3．2领航-跟随策略1155．3．3一般情况1165．4注释121致谢121第6章关于刚体姿态动力系统的一致性算法1226．1问题描述1226．2姿态一致性与最终角速度为零的情况1236．3没有绝对和相对角速度量测的姿态一致性1286．4姿态一致性与最终角速度非零的情况1306．5仿真结果1316．6注释139致谢139第7章相对姿态保持与基准姿态跟踪1417．1相对姿态保持 1417．1．1时不变相对姿态与最终角速度为01417．1．2时变相对姿态和时变角速度1427．2基准姿态跟踪1437．2．1刚体姿态由欧拉参数表示的基准姿态跟踪1437．2．2刚体姿态由修正Rodriguez参数表示的基准姿态跟踪1497．3仿真结果1517．4注释154致谢156第8章基于一致性的分布式多航行体协同控制设计方法1578．1引言 1578．2协同控制问题中的耦合1598．2．1目标耦合1608．2．2局部耦合1608．2．3全局耦合1618．2．4时变耦合1628．3具有最优协同目标的分布式协同控制方法1628．3．1协同条件和协同目标1638．3．2协作变量和协作函数1648．3．3集中式协同方案1658．3．4建立一致性1668．4没有最优协同目标的分布式协同控制方法1688．4．1由编队级（group-level）基准状态构成的协作变量1698．4．2由航行体状态构成的协作变量1718．5文献评述1738．5．1编队队形控制1738．5．2多个UAV的协同1768．6本书后续内容1778．7注释178致谢178第9章多轮式移动机器人的集结和轴向校准1799．1试验平台1799．2试验运行1809．3试验结果1839．3．1集结问题1839．3．2轴向校准问题1889．3．3已得到的经验1899．4注释190致谢190第10章拥有虚拟领航者的多轮式移动机器人分布式队形控制19110．1分布式编队队形控制体系结构19110．2在多机器人平台上的试验结果19510．2．1试验平台和试验运行19610．2．2具有单个子编队领航者的编队队形控制19810．2．3具有多个子编队领航者的编队队形控制20010．2．4具有时变子编队领航者和时变通信拓扑的编队队形控制20110．3注释202致谢202第11章关于轮式移动机器人编队机动的分散行为方法20411．1问题描述20411．2　编队机动20711．3　编队控制20911．3．1　耦合动力系统编队控制21011．3．2　基于无源化机器人阻尼的耦合动力系统编队控制21211．3．3　饱和控制21411．4　实物试验21711．5　注释221致谢221第12章太空航天器的编队飞行22212．1问题描述22212．1．1基准坐标系22312．1．2每艘航天器的期望状态 22312．1．3航天器动力系统 22512．2采用虚拟构造物方法的分散化体系结构22512．2．1集中式体系结构22612．2．2分散体系结构22612．3编队分散控制策略23012．3．1关于每艘航天器的编队控制策略23012．3．2关于每个实例化虚拟构造物的编队控制策略23112．3．3收敛分析23412．3．4讨论23712．4仿真结果23912．5注释244致谢244第13章多架空中无人航行体对火灾的协同监测24613．1问题描述24613．2关于单UAV的火线跟踪24913．3编队协同跟踪25013．3．1埋藏时间最小化25113．3．2分布式火灾监视算法25313．4仿真结果25713．4．1火灾模型25713．4．2火线跟踪25813．4．3协同跟踪25913．5注释263致谢263第14章多架空中无人航行体协同监视问题26414．1试验测试床26414．2分散式协同监视26714．2．1解决方法26914．2．2分散协同识别问题的仿真结果27014．2．3集中式相继摄像与集中式协同识别问题的飞行试验27314．3注释276致谢277附录278参考文献293