多智能体机器人系统控制及其应用

第1篇 多智能体机器人系统的基础
第1章 多智能体机器人系统002
1.1 多智能体机器人系统简介002
1.1.1 理论发展及其特点002
1.1.2 多智能体系统的研究内容006
1.1.3 多智能体系统的应用领域008
1.2 多智能体机器人系统的控制010
1.3 多智能体机器人系统的编队控制011
1.4 多智能体机器人系统的控制形式012
1.5 本书的结构安排013
思考与练习题014
第2章 多智能体机器人系统的控制原理015
2.1 机器人的经典控制理论015
2.1.1 线性连续系统015
2.1.2 线性离散系统019
2.2 机器人的线性系统理论024
2.2.1 状态空间分析024
2.2.2 定常连续系统求解026
2.2.3 定常离散系统求解030
2.2.4 可控性和可观性032
2.3 李雅普诺夫稳定性分析034
2.3.1 李雅普诺夫稳定性034
2.3.2 李雅普诺夫稳定判据037
2.3.3 李雅普诺夫第二法稳定性判据041
本章小结044
思考与练习题044
第3章 多智能体机器人系统的数理知识045
3.1 多智能体分析的代数图论045
3.1.1 图的概念045
3.1.2 图的类型046
3.1.3 图的矩阵表示049
3.2 多智能体相关的矩阵分析054
3.2.1 矩阵基础054
3.2.2 矩阵分析060
3.3 机器人的坐标转换063
3.3.1 二维空间转换063
3.3.2 三维空间转换0
本章小结067
思考与练习题068

第2篇 多智能体机器人系统的控制
第4章 一阶多智能体机器人系统070
4.1 一阶机器人系统模型070
4.2 连续时间下的机器人一致性控制074
4.2.1 问题描述074
4.2.2 设计控制器074
4.2.3 实验验证078
4.3 离散时间下的机器人一致性控制079
4.3.1 问题描述079
4.3.2 设计控制器080
4.3.3 实验验证082
4.4 切换拓扑系统的一致性控制083
4.4.1 问题描述083
4.4.2 设计控制器084
4.4.3 实验验证085
4.5 连续时间含时延系统的一致性控制086
4.5.1 问题描述086
4.5.2 设计控制器087
4.5.3 实验验证090
4.6 领航跟随系统的一致性控制091
4.6.1 问题描述091
4.6.2 设计控制器093
4.6.3 实验验证094
本章小结095
思考与练习题096
第5章 二阶多智能体机器人系统097
5.1 二阶机器人系统模型097
5.2 连续时间下的机器人一致性控制101
5.2.1 问题描述101
5.2.2 设计控制器101
5.2.3 实验验证105
5.3 离散时间下的机器人一致性控制107
5.3.1 问题描述107
5.3.2 设计控制器107
5.3.3 实验验证111
5.4 连续时间含时延系统的一致性控制112
5.4.1 问题描述112
5.4.2 设计控制器112
5.4.3 实验验证116
5.5 领航跟随系统的一致性控制117
5.5.1 问题描述117
5.5.2 设计控制器118
5.5.3 实验验证120
5.6 连续时间的机器人编队控制122
5.6.1 问题描述122
5.6.2 设计控制器123
5.6.3 实验验证124
本章小结125
思考与练习题1250 0

第3篇 多智能体机器人系统的应用
第6章 地面多无人车系统的协同控制128
6.1 无人车的运动原理128
6.1.1 平移运动129
6.1.2 旋转运动130
6.2 建立无人车模型130
6.2.1 无人车的动力学模型131
6.2.2 无人车的运动学模型132
6.3 多无人车系统建模135
6.3.1 模型转换135
6.3.2 建立多无人车系统的模型136
6.4 多无人车系统的协同控制138
6.4.1 多无人车的一致性控制138
6.4.2 多无人车的编队控制139
6.5 多无人车系统的实验验证141
6.5.1 实验1：多无人车的一致性控制142
6.5.2 实验2：多无人车的编队控制142
本章小结144
思考与练习题145
第7章 空中多系统的协同控制146
7.1 的飞行原理146
7.1.1 高度(height)运动148
7.1.2 横滚(roll)运动148
7.1.3 俯仰(pitch)运动149
7.1.4 偏航(yaw)运动150
7.2 建立模型151
7.2.1 的动力学模型151
7.2.2 的运动学模型152
7.3 多系统建模155
7.3.1 模型的简化155
7.3.2 建立多系统的模型156
7.4 多系统的协同控制158
7.4.1 多的动态一致性控制158
7.4.2 多的静态一致性控制160
7.4.3 多的编队控制160
7.5 多系统的实验验证162
7.5.1 实验1：多的动态一致性控制163
7.5.2 实验2：多的静态一致性控制1
7.5.3 实验3：多的编队控制165
本章小结167
思考与练习题168
第8章 异构多智能体系统的协同控制和控制169
8.1 和无人车组成的异构系统169
8.1.1 系统的设置169
8.1.2 建立模型170
8.2 异构多智能体系统的协同控制171
8.2.1 动态一致性控制172
8.2.2 静态一致性控制173
8.2.3 异构系统的编队控制173
8.3 异构多智能体系统的控制174
8.3.1 单体机器人的控制175
8.3.2 异构系统的控制178
8.4 异构多智能体系统的实验验证180
8.4.1 实验1：多系统的编队控制180
8.4.2 实验2：多无人车系统的编队控制181
8.4.3 实验3：异构多智能体系统的仿真实验182
本章小结184
思考与练习题185
附录A 本书中出现的缩略语对照表186
附录B 常用的多智能体系统一致性协议187
参考文献189