控制理论与应用

作者：肖凡,杨庆凯,周勃,方浩

单位：北京理工大学,北京理工大学,北京理工大学,北京理工大学

关键词：多智能体系统; 覆盖控制; 维诺图; Lloyd算法; 分布式控制; 控制系统

基金：国家自然科学基金项目(61903035, U1913602, 61903036)资助.

随着通信技术、传感技术和控制技术的发展, 多机器人系统因其良好的鲁棒性, 灵活性和可扩展性, 在理论研究和工程应用中展现出广阔的前景. 区域覆盖是多机器人系统典型应用之一, 目前多采用维诺图分割覆盖区域并使用Lloyd算法控制机器人前往维诺图细胞中心. 然而传统Lloyd算法存在不平衡问题, 即机器人覆盖区域面积大小不一, 这降低了多机器人协作效率. 针对平均区域覆盖问题, 本文提出了一种改进的Lloyd算法, 将维诺图中各细胞面积方差引入Lloyd算法, 相应地设计了基于梯度下降法的分布式控制器. 本文方法降低了维诺图中各细胞面积的方差, 改善了Lloyd算法的平衡性, 能够实现整个区域面积更为平均的划分与机器人对该区域的覆盖. 数值仿真与无人机实物实验均验证了改进算法的有效性.

来源：2023年第3期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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