[发明专利]多智能体控制实验设备、控制方法及存储介质

说明书

本发明涉及多智能体控制实验设备、控制方法及存储介质，包括：多台附轮的直流电机、与多台直流电机一一对应的光学编码器、伺服电机和控制系统，光学编码器将测量出的所述多台直流电机的旋转速度和位置反馈给控制器；伺服电机通过制动车轮对直流电机产生干扰；控制系统用于计算控制输入，并根据控制输入向所述直流电机输出适当的电压。本申请成本低，易于获得，有利于推广运用；本申请主要硬件为小型直流电机以及与直流电机适配的伺服电机，体积小，方便携带，可在课堂以外的场地使用；由于造价低，学者可自行购买硬件进行组装，可为想要学习和研究多智能体控制理论和实践方法的人提供方便。

技术领域

本发明涉及多智能体控制实验设备技术领域，尤其涉及多智能体控制实验设备、控制方法及存储介质。

背景技术

随着新技术的迅速发展，多智能体控制实验设备在工业领域得到了广泛的应用。教学多智能体控制实验设备控制是一项具有挑战性的任务，它涉及到电子学、物理学、编码和数学分支理论等多个学科领域。拥有一个动手操作的控制系统平台可以让学生实践控制理论，提高整体学习体验。

作为一种强大的鲁棒控制框架，智能体系统的协同控制具有成功的工业实践和强大的理论基础，但针对低成本多智能体的控制实验平台至今尚未开发出来。

此外，由于各种各样的原因，市场上现有的平台或工具并不是所有学习和研究多智能体控制实验设备理论和实践方法的人都能接触到的。原因如下:

(1)资金：许多实验室和研究机构甚至个人没有足够的资金支持或资金来购买昂贵的学习平台，如移动机器人、四旋翼机、船舶等。尤其是在涉及多平台多智能体控制的情况下，这个问题变得更加严重；

(2)疾病大流行与公共安全:由于新型大流行病毒(Covid-19)及其后续变体的影响，一些教学机构正在采用在线教学方法(电子学习)，这可能会限制学生通过教学设施进行实验工作；

(3)课程时间安排:控制工程专业扩招导致学生人数增多，使现有的实验室资源紧张，使这些设施难以管理和安排；

(4)尺寸:现有的一些试验台相对较重，不便于携带，限制了在课堂以外的时间场地使用。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题提供多智能体控制实验设备、控制方法及存储介质。

本申请通过下述技术方案实现：

多智能体控制实验设备，包括：

多台附轮的直流电机；

与多台直流电机一一对应的多台光学编码器，光学编码器用于测量所述多台直流电机的旋转速度和位置并反馈给控制器；

与多台直流电机一一对应的多台伺服电机，伺服电机用于通过制动车轮对直流电机产生干扰；

控制系统，控制系统用于计算控制输入，并根据控制输入向所述直流电机输出适当的电压。

可选的，所述控制系统包括：

Arduino开发板，用于计算所述控制输入，所述控制输入以PWM信号的形式发送到脉宽调制型功率放大器；

脉宽调制型功率放大器，根据所述PWM信号向直流电机输出对应的电压。

本申请提供的多智能体控制实验设备的控制方法，包括以下步骤：

控制系统计算得到的控制输入，并根据控制输入向直流电机输出适当的电压；

伺服电机通过制动车轮对直流电机产生干扰；

光学编码器测量直流电机的旋转速度和位置，并将其反馈给控制器实现闭环控制。

本申请提供的包括以下步骤：