本書分為三篇。第1篇是多智能體機器人系統(tǒng)的基礎(第1-3章)，介紹多智能體系統(tǒng)的概念、必要的控制原理和數(shù)理知識。第2篇是多智能體機器人系統(tǒng)的控制(第4-5章)，分別針對一階和二階多智能體系統(tǒng)進行了各種情況下的一致性和編隊控制與驗證。第3篇是多智能體機器人系統(tǒng)的應用(第6-8章)，分別針對多無人車系統(tǒng)、多無人機系統(tǒng)以及由它們組成的異構(gòu)多智能體系統(tǒng)，講述了在各種情況下的一致性控制、編隊控制和最優(yōu)控制等的實驗與應用。
第1篇 多智能體機器人系統(tǒng)的基礎
第1章 多智能體機器人系統(tǒng)002
1.1 多智能體機器人系統(tǒng)簡介002
1.1.1 理論發(fā)展及其特點002
1.1.2 多智能體系統(tǒng)的研究內(nèi)容006
1.1.3 多智能體系統(tǒng)的應用領域008
1.2 多智能體機器人系統(tǒng)的控制010
1.3 多智能體機器人系統(tǒng)的編隊控制011
1.4 多智能體機器人系統(tǒng)的控制形式012
1.5 本書的結(jié)構(gòu)安排013
思考與練習題014
第2章 多智能體機器人系統(tǒng)的控制原理015
2.1 機器人的經(jīng)典控制理論015
2.1.1 線性連續(xù)系統(tǒng)015
2.1.2 線性離散系統(tǒng)019
2.2 機器人的線性系統(tǒng)理論024
2.2.1 狀態(tài)空間分析024
2.2.2 定常連續(xù)系統(tǒng)求解026
2.2.3 定常離散系統(tǒng)求解030
2.2.4 可控性和可觀性032
2.3 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析034
2.3.1 李雅普諾夫穩(wěn)定性034
2.3.2 李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)037
2.3.3 李雅普諾夫第二法穩(wěn)定性判據(jù)041
本章小結(jié)044
思考與練習題044
第3章 多智能體機器人系統(tǒng)的數(shù)理知識045
3.1 多智能體分析的代數(shù)圖論045
3.1.1 圖的概念045
3.1.2 圖的類型046
3.1.3 圖的矩陣表示049
3.2 多智能體相關的矩陣分析054
3.2.1 矩陣基礎054
3.2.2 矩陣分析060
3.3 機器人的坐標轉(zhuǎn)換063
3.3.1 二維空間轉(zhuǎn)換063
3.3.2 三維空間轉(zhuǎn)換0
本章小結(jié)067
思考與練習題068
第2篇 多智能體機器人系統(tǒng)的控制
第4章 一階多智能體機器人系統(tǒng)070
4.1 一階機器人系統(tǒng)模型070
4.2 連續(xù)時間下的機器人一致性控制074
4.2.1 問題描述074
4.2.2 設計控制器074
4.2.3 實驗驗證078
4.3 離散時間下的機器人一致性控制079
4.3.1 問題描述079
4.3.2 設計控制器080
4.3.3 實驗驗證082
4.4 切換拓撲系統(tǒng)的一致性控制083
4.4.1 問題描述083
4.4.2 設計控制器084
4.4.3 實驗驗證085
4.5 連續(xù)時間含時延系統(tǒng)的一致性控制086
4.5.1 問題描述086
4.5.2 設計控制器087
4.5.3 實驗驗證090
4.6 領航跟隨系統(tǒng)的一致性控制091
4.6.1 問題描述091
4.6.2 設計控制器093
4.6.3 實驗驗證094
本章小結(jié)095
思考與練習題096
第5章 二階多智能體機器人系統(tǒng)097
5.1 二階機器人系統(tǒng)模型097
5.2 連續(xù)時間下的機器人一致性控制101
5.2.1 問題描述101
5.2.2 設計控制器101
5.2.3 實驗驗證105
5.3 離散時間下的機器人一致性控制107
5.3.1 問題描述107
5.3.2 設計控制器107
5.3.3 實驗驗證111
5.4 連續(xù)時間含時延系統(tǒng)的一致性控制112
5.4.1 問題描述112
5.4.2 設計控制器112
5.4.3 實驗驗證116
5.5 領航跟隨系統(tǒng)的一致性控制117
5.5.1 問題描述117
5.5.2 設計控制器118
5.5.3 實驗驗證120
5.6 連續(xù)時間的機器人編隊控制122
5.6.1 問題描述122
5.6.2 設計控制器123
5.6.3 實驗驗證124
本章小結(jié)125
思考與練習題1250 0
第3篇 多智能體機器人系統(tǒng)的應用
第6章 地面多無人車系統(tǒng)的協(xié)同控制128
6.1 無人車的運動原理128
6.1.1 平移運動129
6.1.2 旋轉(zhuǎn)運動130
6.2 建立無人車模型130
6.2.1 無人車的動力學模型131
6.2.2 無人車的運動學模型132
6.3 多無人車系統(tǒng)建模135
6.3.1 模型轉(zhuǎn)換135
6.3.2 建立多無人車系統(tǒng)的模型136
6.4 多無人車系統(tǒng)的協(xié)同控制138
6.4.1 多無人車的一致性控制138
6.4.2 多無人車的編隊控制139
6.5 多無人車系統(tǒng)的實驗驗證141
6.5.1 實驗1：多無人車的一致性控制142
6.5.2 實驗2：多無人車的編隊控制142
本章小結(jié)144
思考與練習題145
第7章 空中多系統(tǒng)的協(xié)同控制146
7.1 的飛行原理146
7.1.1 高度(height)運動148
7.1.2 橫滾(roll)運動148
7.1.3 俯仰(pitch)運動149
7.1.4 偏航(yaw)運動150
7.2 建立模型151
7.2.1 的動力學模型151
7.2.2 的運動學模型152
7.3 多系統(tǒng)建模155
7.3.1 模型的簡化155
7.3.2 建立多系統(tǒng)的模型156
7.4 多系統(tǒng)的協(xié)同控制158
7.4.1 多的動態(tài)一致性控制158
7.4.2 多的靜態(tài)一致性控制160
7.4.3 多的編隊控制160
7.5 多系統(tǒng)的實驗驗證162
7.5.1 實驗1：多的動態(tài)一致性控制163
7.5.2 實驗2：多的靜態(tài)一致性控制1
7.5.3 實驗3：多的編隊控制165
本章小結(jié)167
思考與練習題168
第8章 異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制和控制169
8.1 和無人車組成的異構(gòu)系統(tǒng)169
8.1.1 系統(tǒng)的設置169
8.1.2 建立模型170
8.2 異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制171
8.2.1 動態(tài)一致性控制172
8.2.2 靜態(tài)一致性控制173
8.2.3 異構(gòu)系統(tǒng)的編隊控制173
8.3 異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的控制174
8.3.1 單體機器人的控制175
8.3.2 異構(gòu)系統(tǒng)的控制178
8.4 異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的實驗驗證180
8.4.1 實驗1：多系統(tǒng)的編隊控制180
8.4.2 實驗2：多無人車系統(tǒng)的編隊控制181
8.4.3 實驗3：異構(gòu)多智能體系統(tǒng)的仿真實驗182
本章小結(jié)184
思考與練習題185
附錄A 本書中出現(xiàn)的縮略語對照表186
附錄B 常用的多智能體系統(tǒng)一致性協(xié)議187
參考文獻189
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