基于二阶一致性算法的多仿生机器鱼分布式编队控制

李宗刚^1,2，赵振乾^1,2，葛立明^1,2，魏文军^2,3

1. 兰州交通大学机电工程学院2. 兰州交通大学机器人研究所3. 兰州交通大学自动化与电气工程学院

摘 要：针对动态领航者按照自身动力学模型运动,多个跟随者机器鱼以其为编队参考点,根据编队要求形成队形并整体跟随领航者运动的问题,提出一种多仿生机器鱼分布式编队控制方案.首先,基于二阶一致性算法给出各跟随者机器鱼估计领航者位姿信息的分布式算法;其次,给出以领航者为参考点的多仿生机器鱼编队描述方法,进而各机器鱼根据编队要求以所估得的参考点信息实时确定其在编队中的期望位姿;再次,各跟随者机器鱼以期望速度和角速度以及所估得的领航者位姿信息为输入,利用模糊控制器确定其速度档位和方向档位,实现编队的形成与保持.仿真和实验结果均表明,所提分布式编队控制方法是有效的,仿生机器鱼群体能够较快形成期望队形并跟随领航者游动.

关键词：二阶一致性算法;分布式估计;模糊控制器;多仿生机器鱼;编队控制;