《多航行體協同控制中的分散式一致性：理論與套用》是2014年3月電子工業出版社出版的圖書，作者是任偉（Wei Ren）、蘭德爾·W.比爾德（Randal W.Beard），譯者是吳曉鋒。
基本介紹
- 書名：多航行體協同控制中的分散式一致性：理論與套用
- 作者：任偉（Wei Ren）、蘭德爾·W.比爾德（Randal W.Beard）
- 譯者：吳曉鋒
- ISBN：9787121224355
- 頁數：336
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2014-3
- 開本：16開
- 千字數：302
- 叢書名：海軍新軍事變革叢書
- 版次：1-1
內容簡介,編輯推薦,圖書目錄,
內容簡介
本專著分為14章，主要內容包括：協同控制中的一致性算法概述；關於單積分動力系統和雙積分動力系統的一致性算法；關於剛體姿態動力系統的一致性算法；編隊集結和軸向校準、編隊隊形控制、太空編隊航行、火災監測和空中監視等套用問題。書中所列的六個附錄分別介紹了圖論和矩陣理論的相關概念，以及線性系統和非線性系統的背景知識。另外，作者還保留了一個網站，從中可以找到與本書若干章節相關的仿真實例和試驗視頻資料。
編輯推薦
《多航行體協同控制中的分散式一致性--理論與套用/海軍新軍事變革叢書》編著者任偉、比爾德。 本書介紹了信息一致性（information consensus）問題，其中一群航行體可以通過鄰里之間的通信就關鍵信息達成一致意見，以協作方式一起工作。由於通信信道頻寬有限，而且在通信過程中還存在信號衰減和掉包等現象，所以研究信息一致性問題具有很大挑戰性。要理解多航行體之間如何協作，很重要的一點就是要研究編隊中多航行體之間的信息傳遞和分享機制。因此，協同控制的一個關鍵問題是設計合理的分散式算法，以使得編隊中各航行體在信息交換能力受限且不可靠、通信拓撲時變等條件下對共享信息達成一致意見。
圖書目錄
第1章 協同控制中一致性算法概述 1
1.1 引言 1
1.2 文獻綜述：一致性算法 5
1.2.1 基本一致性算法 5
1.2.2 一致性算法的收斂性分析 8
1.2.3 一致性算法的設計與擴展 15
1.2.4 基於一致性算法的協作策略設計 18
1.3 本書概況 21
1.4 注釋 23
致謝 23
第2章 關於單積分動力系統的一致性算法 24
2.1 基本算法 24
2.2 時不變通信拓撲下的一致性 27
2.2.1 採用連續時間算法的一致性 27
2.2.2 採用離散時間算法的一致性 40
2.3 時變通信拓撲下的一致性 43
2.3.1 採用連續時間算法的一致性 47
2.3.2 採用離散時間算法的一致性 51
2.3.3 仿真結果 53
2.4 注釋 55
致謝 56
第3章 關於基準狀態的一致性跟蹤 57
3.1 問題描述 57
3.2 時不變一致基準狀態 58
3.3 時變一致基準狀態 61
3.3.1 基本的一致性跟蹤算法 63
3.3.2 關於有界控制輸入的一致性跟蹤算法 70
3.3.3 一致基準狀態的信息反饋 72
3.4 基於相對狀態偏差的擴展 74
3.5 注釋 75
致謝 76
第4章 關於雙積分動力系統的一致性算法 77
4.1 一致性算法 77
4.1.1 時不變通信拓撲下的收斂性分析 79
4.1.2 切換通信拓撲下的收斂性分析 91
4.2 具有有界控制輸入的一致性 97
4.3 無相對狀態導數量測的一致性 101
4.4 注釋 104
致謝 104
第5章 擴展到基準模型的雙積分一致性算法 106
5.1 問題描述 106
5.2 具有信息狀態導數基準模型的一致性 107
5.2.1 鄰里航行體之間的信息狀態導數相互耦合時的一致性 108
5.2.2 鄰里航行體之間的信息狀態導數沒有耦合時的一致性 111
5.3 具有信息狀態基準模型和信息狀態導數基準模型的 一致性 113
5.3.1 所有航行體均可獲知基準模型 113
5.3.2 領航-跟隨策略 115
5.3.3 一般情況 116
5.4 注釋 121
致謝 121
第6章 關於剛體姿態動力系統的一致性算法 122
6.1 問題描述 122
6.2 姿態一致性與最終角速度為零的情況 123
6.3 沒有絕對和相對角速度量測的姿態一致性 128
6.4 姿態一致性與最終角速度非零的情況 130
6.5 仿真結果 131
6.6 注釋 139
致謝 139
第7章 相對姿態保持與基準姿態跟蹤 141
7.1 相對姿態保持 141
7.1.1 時不變相對姿態與最終角速度為0 141
7.1.2 時變相對姿態和時變角速度 142
7.2 基準姿態跟蹤 143
7.2.1 剛體姿態由歐拉參數表示的基準姿態跟蹤 143
7.2.2 剛體姿態由修正Rodriguez參數表示的基準姿態跟蹤 149
7.3 仿真結果 151
7.4 注釋 154
致謝 156
第8章 基於一致性的分散式多航行體協同控制設計方法 157
8.1 引言 157
8.2 協同控制問題中的耦合 159
8.2.1 目標耦合 160
8.2.2 局部耦合 160
8.2.3 全局耦合 161
8.2.4 時變耦合 162
8.3 具有最優協同目標的分散式協同控制方法 162
8.3.1 協同條件和協同目標 163
8.3.2 協作變數和協作函式 164
8.3.3 集中式協同方案 165
8.3.4 建立一致性 166
8.4 沒有最優協同目標的分散式協同控制方法 168
8.4.1 由編隊級（group-level）基準狀態構成的協作變數 169
8.4.2 由航行體狀態構成的協作變數 171
8.5 文獻評述 173
8.5.1 編隊隊形控制 173
8.5.2 多個UAV的協同 176
8.6 本書後續內容 177
8.7 注釋 178
致謝 178
第9章 多輪式移動機器人的集結和軸向校準 179
9.1 試驗平台 179
9.2 試驗運行 180
9.3 試驗結果 183
9.3.1 集結問題 183
9.3.2 軸向校準問題 188
9.3.3 已得到的經驗 189
9.4 注釋 190
致謝 190
第10章 擁有虛擬領航者的多輪式移動機器人分散式隊形控制 191
10.1 分散式編隊隊形控制體系結構 191
10.2 在多機器人平台上的試驗結果 195
10.2.1 試驗平台和試驗運行 196
10.2.2 具有單個子編隊領航者的編隊隊形控制 198
10.2.3 具有多個子編隊領航者的編隊隊形控制 200
10.2.4 具有時變子編隊領航者和時變通信拓撲的編隊隊形控制 201
10.3 注釋 202
致謝 202
第11章 關於輪式移動機器人編隊機動的分散行為方法 204
11.1 問題描述 204
11.2 編隊機動 207
11.3 編隊控制 209
11.3.1 耦合動力系統編隊控制 210
11.3.2 基於無源化機器人阻尼的耦合動力系統編隊控制 212
11.3.3 飽和控制 214
11.4 實物試驗 217
11.5 注釋 221
致謝 221
第12章 太空太空飛行器的編隊飛行 222
12.1 問題描述 222
12.1.1 基準坐標系 223
12.1.2 每艘太空飛行器的期望狀態 223
12.1.3 太空飛行器動力系統 225
12.2 採用虛擬構造物方法的分散化體系結構 225
12.2.1 集中式體系結構 226
12.2.2 分散體系結構 226
12.3 編隊分散控制策略 230
12.3.1 關於每艘太空飛行器的編隊控制策略 230
12.3.2 關於每個實例化虛擬構造物的編隊控制策略 231
12.3.3 收斂分析 234
12.3.4 討論 237
12.4 仿真結果 239
12.5 注釋 244
致謝 244
第13章 多架空中無人航行體對火災的協同監測 246
13.1 問題描述 246
13.2 關於單UAV的火線跟蹤 249
13.3 編隊協同跟蹤 250
13.3.1 埋藏時間最小化 251
13.3.2 分散式火災監視算法 253
13.4 仿真結果 257
13.4.1 火災模型 257
13.4.2 火線跟蹤 258
13.4.3 協同跟蹤 259
13.5 注釋 263
致謝 263
第14章 多架空中無人航行體協同監視問題 264
14.1 試驗測試床 264
14.2 分散式協同監視 267
14.2.1 解決方法 269
14.2.2 分散協同識別問題的仿真結果 270
14.2.3 集中式相繼攝像與集中式協同識別問題的飛行試驗 273
14.3 注釋 276
致謝 277
附錄 278
參考文獻 293
