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龙图腾网获悉天津工业大学申请的专利一种时滞移动机器人集群快速有限时间二分编队避障控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119292270B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411381082.9，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种时滞移动机器人集群快速有限时间二分编队避障控制方法是由宗广灯;常祯毓;张璐;陈海洋设计研发完成，并于2024-09-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种时滞移动机器人集群快速有限时间二分编队避障控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种时滞移动机器人集群快速有限时间二分编队避障控制方法，属于控制工程技术领域。本发明为了提高编队队形的收敛速度，提出了一种快速有限时间编队控制方法，可以使移动机器人集群在快速有限时间内实现期望的二分编队队形；考虑到实际系统中执行器的输出通常是有限的且容易受故障影响，在控制方法的设计中融合了抗饱和技术以及容错控制策略；由于没有运行环境的先验地图知识，利用人工势场技术在控制方法中嵌入了避障机制用以保证机器人编队的安全运行；构造了一种改进的李雅普诺夫‑克拉索夫斯基泛函来消除时滞对系统的影响。本发明有效利用了人工势场技术构建虚拟势场，在保证饱和约束条件不被违反和执行器存在偏差故障的前提下，消除时滞对系统的影响，保证移动机器人集群能够在快速有限时间内达成期望的二分编队并避免与障碍物发生碰撞，提升了系统的响应速度和安全性。

本发明授权一种时滞移动机器人集群快速有限时间二分编队避障控制方法在权利要求书中公布了：1.时滞移动机器人集群快速有限时间二分编队避障控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：基于移动机器人的运动学和动力学模型，结合变量转换方法，构建带有时滞和未知非线性项的移动机器人状态空间表达式，并给出期望的领导者轨迹信号； S2：借助拓扑图理论建立跟随者机器人和领导者信号之间的通信关系，并基于所构建的移动机器人状态空间表达式定义期望的二分编队控制目标； S3：对实际场景下的执行器进行建模，考虑饱和约束以及故障影响下的执行器模型，并基于人工势场法构建虚拟势场避障函数和避障斥力； S4：设计第一李雅普诺夫函数候选项，并采用模糊逻辑系统对动力学中的非线性项进行近似；设计李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函，用于消除时滞对控制器设计的影响； S5：给出所设计的控制策略和自适应更新律，实现误差系统的快速有限时间收敛，并保证所设计编队的避障能力； 所述S1的操作具体为： 建立轮式移动机器人的运动学和动力学方程，并进行模型转换和坐标变换，同时考虑时滞对系统的影响，得到移动机器人系统的状态空间表达式如下： 其中pit，qit，uit分别代表第i个机器人的位置，速度和控制输入；fipi,qi,t表示具有不确定性的异构非线性向量值函数；gipit-τi,qit-τi表示具有时滞的光滑向量值函数；τi是未知有界时滞，满足0＜τi≤τmax；领导者的参考轨迹或路径给出如下： 其中p0t和q0t分别是领导者的位置和速度向量，f0t代表设置为参考信号的有界函数； 所述S3的操作具体为： 将实际的执行器输出表示为： 其中μit为原始控制输入信号； 或 it为近似误差，为执行器偏置故障；应用人工势场法，第s个障碍物的位置表示为将第i个机器人与第s个障碍物之间的相对位移向量表示为： 其中s＝1,2,...,M；将第s个障碍物对靠近其的第i个机器人所产生的斥力势函数定义为一个非负可微函数障碍物对机器人的排斥力函数定义为沿势函数的负梯度，即斥力势函数满足：i当时，斥力逐渐增大，即其中为第s个障碍物的最小避障距离；ii当时，斥力逐渐减弱到最小值，其中为斥力的最大作用距离阈值； 所述S4的操作具体为： 定义二分编队误差为ep,it＝pi-sip0-hp,i，eq,it＝qi-siq0-hq,i，eit＝ep,it+eq,it；分布式二分共识误差定义为： 根据定义的二分编队误差，设计如下所示的第一李雅普诺夫函数候选项： 其中且满足e＝ep+eq；采用模糊逻辑系统对非线性函数进行近似，有对于所考虑的时滞函数gipit-τi,qit-τi，假设其满足： ||gipit-τi,qit-τi||2≤||ψit-τi||2||δipit-τi,qit-τi||+δ0t-τi7其中δi·是已知的函数，δ0·是满足0＜δ0·≤δm的有界函数；设计李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函如下所示：

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