基于分层控制的多智能体编队协同控制
Cooperative Control of Multi-Agent Formations Based on Hierarchical Control
DOI: 10.12677/airr.2026.153082, PDF,    科研立项经费支持
作者: 申禹繁, 黄晓倩, 胥保春*, 刘 欣：南京工程学院应用技术学院，江苏 南京
关键词: 多机器人系统；分层控制；分布式模型预测控制；Multi-Robot System； Hierarchical Control； Distributed Model Predictive Control
摘要: 针对大尺寸物料多智能体协同搬运中的精确编队与安全导航问题，提出一种分层控制策略。上层采用增强Jump Point Search (JPS)算法，引入安全距离约束，规划全局安全路径；下层基于分布式模型预测控制(DMPC)，构建四轮转向反相运动等效模型，通过虚拟领航者–跟随者框架实现编队整体运动与局部队形控制的解耦。仿真结果表明，所提控制策略在复杂环境中能够有效维持刚性编队形态，同时保证整体系统的导航精度和安全性。
Abstract: Aiming at the problems of precise formation and safe navigation in multi-agent cooperative transportation of large-sized materials, a hierarchical control strategy is proposed. The upper layer adopts an enhanced Jump Point Search (JPS) algorithm with safety distance constraints to plan a global safe path. The lower layer builds an equivalent model of four-wheel steering with opposite-phase motion based on Distributed Model Predictive Control (DMPC), and decouples the overall formation motion from local formation shape control through a virtual leader–follower framework. Simulation results show that the proposed control strategy can effectively maintain a rigid formation shape in complex environments while ensuring navigation accuracy and safety of the overall system.
文章引用：申禹繁, 黄晓倩, 胥保春, 刘欣. 基于分层控制的多智能体编队协同控制[J]. 人工智能与机器人研究, 2026, 15(3): 888-902. https://doi.org/10.12677/airr.2026.153082

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