基于分组一致性的刚体集群姿态协同控制

• 作者: 刘伟 周绍磊 王帅磊 祁亚辉 赵学远 闫实
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: 刚体 集群 分组一致性 姿态 角速度 特征值
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 群体智能及工程应用专题
• 页码范围: 493-505
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SST-2019-0295

摘要

姿态协同控制是刚体集群相关应用的重要问题,而控制集群内刚体保持不同姿态的研究仍然较少.针对这一问题,引入了分组一致性理论,提出了基于分组一致性的刚体集群姿态协同控制.采用修正型罗德里格斯参数(modified Rodrigues parameters)描述刚体集群的姿态,并将集群中的刚体分为两个分组.对于刚体集群的无向通信拓扑结构,在入度平衡假设的基础上,运用Ostrowski圆盘定理,给出了集群包含两个分组的情况下Laplacian矩阵特征值的分布,为稳定性分析提供了确切的依据.设计了分布式的控制器,采用Lyapunov稳定性理论,理论上证明了该控制器的有效性,并通过计算机仿真对本文所提控制方法进行了验证.