本書分為三篇。第1篇是多智能體機器人系統的基礎(第1-3章)，介紹多智能體系統的概念、必要的控制原理和數理知識。第2篇是多智能體機器人系統的控制(第4-5章)，分別針對一階和二階多智能體系統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的應用(第6-8章)，分別針對多無人車系統、多無人機系統以及由它們組成的異構多智能體系統，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的基礎
第1章 多智能體機器人系統002
1.1 多智能體機器人系統簡介002
1.1.1 理論發(fā)展及其特點002
1.1.2 多智能體系統的研究內容006
1.1.3 多智能體系統的應用領域008
1.2 多智能體機器人系統的控制010
1.3 多智能體機器人系統的編隊控制011
1.4 多智能體機器人系統的控制形式012
1.5 本書的結構安排013
思考與練習題014
第2章 多智能體機器人系統的控制原理015
2.1 機器人的經典控制理論015
2.1.1 線性連續(xù)系統015
2.1.2 線性離散系統019
2.2 機器人的線性系統理論024
2.2.1 狀態(tài)空間分析024
2.2.2 定常連續(xù)系統求解026
2.2.3 定常離散系統求解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037
2.3.3 李雅普諾夫第二法穩(wěn)定性判據041
本章小結044
思考與練習題044
第3章 多智能體機器人系統的數理知識045
3.1 多智能體分析的代數圖論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 機器人的坐標轉換063
3.3.1 二維空間轉換063
3.3.2 三維空間轉換0
本章小結067
思考與練習題068
第2篇 多智能體機器人系統的控制
第4章 一階多智能體機器人系統070
4.1 一階機器人系統模型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095
思考與練習題096
第5章 二階多智能體機器人系統097
5.1 二階機器人系統模型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125
思考與練習題1250 0
第3篇 多智能體機器人系統的應用
第6章 地面多無人車系統的協同控制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 多無人車系統建模135
6.3.1 模型轉換135
6.3.2 建立多無人車系統的模型136
6.4 多無人車系統的協同控制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144
思考與練習題145
第7章 空中多系統的協同控制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 多系統建模155
7.3.1 模型的簡化155
7.3.2 建立多系統的模型156
7.4 多系統的協同控制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167
思考與練習題168
第8章 異構多智能體系統的協同控制和控制169
8.1 和無人車組成的異構系統169
8.1.1 系統的設置169
8.1.2 建立模型170
8.2 異構多智能體系統的協同控制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 異構系統的編隊控制173
8.3 異構多智能體系統的控制174
8.3.1 單體機器人的控制175
8.3.2 異構系統的控制178
8.4 異構多智能體系統的實驗驗證180
8.4.1 實驗1：多系統的編隊控制180
8.4.2 實驗2：多無人車系統的編隊控制181
8.4.3 實驗3：異構多智能體系統的仿真實驗182
本章小結184
思考與練習題185
附錄A 本書中出現的縮略語對照表186
附錄B 常用的多智能體系統一致性協議187
參考文獻189
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