摘 要:随着机器人技术的发展，控制单个机器人已经不是困难的事，控制多个机器人完成复杂的任务是发展的趋势.不仅如此，现代工业对控制领域的控制与协调的要求也越来越高，多智能体的协作问题已经成为热点问题.本文针对多智能小车的编队控制问题进行研究.根据本文对通信的实时性、可靠性及分布式协作的要求,采用ZigBee进行了系统设计的研究；对编队控制进行了仿真研究.具体内容有：
第一，为了对小车进行无线控制，首先学习了ZigBee的相关内容.学习了ZigBee的协议，和要用到的相关软件.学习并制定了ZigBee的组网和网络初始化配置的方案.
第二，根据设计的要求，选择了智能小车模型、驱动设备以及节点模块.研究设计了小车的驱动模块的硬件和程序.利用PWM的调速方式在驱动程序中对小车进行调速控制.
第三，研究了在ZigBee网络中基于测距和非测距的定位方法.利用MATLAB对部分定位方法进行了仿真.对不同条件下，定位仿真的误差进行了对比.
第四，在智能小车无线定位的基础上，研究了对多智能小车进行编队控制的方法.对小车建立了运动模型，同时建立了小车运动信息之间传递的数学方法.使用了自组织的方法对小车进行初始队形的编队.在这些的基础上，利用MATLAB软件，选择了领航-跟随法对智能小车编队进行了仿真.同时提出了自己更改的一种以领航-跟随法为基础的编队控制的方法，并进行了仿真.对这两种仿真的结果进行了比较.结果表明更改后的方法在编队控制的过程中效果更好.
通过本文所做的研究对ZigBee有了一定的认识和应用能力，利用之前所学的设计了小车的硬件模块；仿真研究了部分ZigBee网络中的定位方法，对编队控制也进行了一部分的仿真和改进.
关键词：ZigBee；无线传感器网络；定位；编队控制
目录
摘要
abstract
第1章 绪论-1
1.1智能小车编队-1
1.2无线传感器网络-1
1.3课题的背景及意义-2
1.4论文主要研究的内容-3
第2章 ZigBee技术-5
2.1 ZigBee概述-5
2.2 ZigBee技术特点和优势-5
2.3 ZigBee协议栈-7
2.4 ZigBee无线网络的组网-8
2.5 ZigBee网络的初始化配置-10
2.6本章小节-10
第3章 智能小车的硬件设计-11
3.1小车模型选择-11
3.2小车驱动模块-11
3.3小车的调速控制-13
3.4智能小车的无线模块-14
3.5本章小结-14
第4章 智能小车的定位算法-15
4.1基于测距的定位算法-15
4.1.1 TOA测距法-15
4.1.2 TDOA 算法-16
4.1.3 AOA算法-16
4.1.4 RSSI算法-17
4.2基于非测距的定位算法-18
4.2.1几何质心算法-18
4.2.2 APIT定位算法-18
4.2.3 DV-Hop定位算法-19
4.3对DV-Hop定位算法的仿真研究-19
4.3.1 MATLAB仿真软件-19
4.3.2 对DV-Hop定位算法的仿真-19
4.4本章小结-20
第5章 对于编队控制的研究与仿真-21
5.1编队控制方法-21
5.1.1 传统的编队方法-21
5.1.2 新兴的编队控制方法-23
5.2小车运动模型的建立-24
5.3相邻智能小车间信息的传递-24
5.4建立智能小车初始队形-25
5.4.1虚拟力法-25
5.4.2采取的虚拟力法-26
5.5编队控制仿真-28
5.5.1 领航-跟随法编队控制仿真-28
5.5.2 更改的领航-跟随法编队控制仿真-30
5.6本章小节-31
第6章 结论与展望-33
6.1结论-33
6.2不足之处及未来展望-33
参考文献-35
致 谢-37
附录：仿真代码-39
