基于领航跟随法的MATLAB多机器人编队控制系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了领航跟随控制策略，通过设定领航机器人的动态轨迹，使跟随机器人自主调整位姿，实现稳定编队队形。适用于AGV、无人机等多机器人系统的仿真与控制验证。

详 情 说 明

基于领航跟随法的多机器人编队控制系统设计与仿真

项目介绍

本项目基于MATLAB平台，实现了采用领航跟随控制策略的多机器人编队控制系统。系统通过为领航机器人规划运动轨迹，并设计跟随机器人的相对位置控制算法，使多个机器人（如AGV、无人机等）能够形成并稳定维持预定的编队队形。项目核心包括多机器人运动学建模、闭环反馈控制器设计以及系统性能分析，适用于移动机器人编队控制算法的研究、验证与教学演示。

功能特性

• 领航机器人轨迹规划：支持直线、圆弧及自定义路径点序列等多种期望运动轨迹设定。
• 编队队形灵活配置：用户可定义编队几何参数，如跟随机器人与领航者之间的相对距离和角度。
• 实时闭环控制：跟随机器人根据与领航者的相对位姿实时计算并调整控制量（速度、角速度），以维持编队。
• 可视化仿真：提供编队运动过程的动态动画展示，直观观察机器人运动轨迹与队形保持效果。
• 性能分析：输出编队误差（位置、角度）曲线及控制量变化，评估系统稳定性、收敛时间等性能指标。

使用方法

1. 参数设置：在运行主仿真脚本前，于相应文件中设置领航机器人期望轨迹、编队队形参数、跟随机器人初始状态以及控制器参数（如PID增益）。
2. 运行仿真：执行主程序文件，系统将开始编队控制仿真计算。
3. 结果查看：仿真结束后，自动生成运动轨迹动画、编队误差曲线图和控制指令输出图。
4. 分析评估：基于输出数据与分析图表，对编队控制系统的性能进行评估。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB 基础环境（通常已包含基本绘图与数学计算功能，若使用特殊函数需确保相应工具箱已安装）

文件说明

主程序文件集成了系统的核心仿真流程。它负责初始化整个编队控制系统，包括定义机器人的初始状态、编队结构以及控制参数。随后，程序依据设定的领航机器人轨迹进行运动规划，并在每个仿真步长中计算跟随机器人所需的控制指令，以实现队形跟踪。同时，该文件还管理仿真数据的记录与后续处理，驱动可视化模块生成动画与性能分析图表，并最终输出关键的性能评估结果。