一个简单的多机器人编队算法实现--PID

用PID进行领航跟随法机器人编队控制

课题2：多机器人编队控制
研究对象：两轮差动的移动机器人或车式移动机器人
研究内容：平坦地形，编队的保持和避障，以及避障和队形切换算法等；起伏地形，还要考虑地形情况对机器人行驶运动的影响。
研究目的：实现多机器人编队控制，源于对自然界群集行为的研究，提高机器人群体协作效率等。
研究方法：领航跟随法等，现在多为几种基础方法的融合。

抛砖引玉：一个简单的PID编队算法的仿真实现

编队模型：

对于一组领航-跟随机器人，编队误差示意：

这样其实不直观，通过一个坐标变换，

可以将全局坐标系转为跟随机器人坐标系：

然后，直接给出PID控制器：

到这里，算法设计就全部完成了！

仿真软件的安装和使用教程，点击(选超清)：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ0NTUzMDkxMg

下面介绍一下PID参数作用：

简言之，只有P会有稳态误差，然后I可以减少稳态误差，D可以提高动态性能等，

不详细说，以多机器人编队为例，期望队形为一字形：

上面的编队控制器，只有P控制的效果，

点击图片可见仿真视频：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ2MTY3MTI2OA

可以看到有静态误差。

仿真结束后绘制，误差曲线为：

PI控制，I参数调整不合适，会出现震荡：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ2MTY3MTM0MA

多次调整后，比较好的误差曲线，两种参数略有不同：