美國E+E傳感器/執行器網絡中目標捕獲的控制策略研究
　　隨著電子通信技術、計算機技術和自動控制技術的迅猛發展，融合了信息感知、信息處理和信息傳輸于一體的無線傳感器網絡逐步進入人們的視野。WSN通過傳感器節點進行無線組網，實現了對物理環境信息的采集和傳播工作。但在森林火險檢測和地震災后救援等應用場合，不僅需要通過SN來感知環境的變化，還需要傳達緊急事件信息，通過控制執行器設備及時地采取行動來處理事件。

　　美國E+E傳感器/執行器網絡中目標捕獲的控制策略研究       發展迅速的無線傳感器執行器網絡有望為監測監控類和控制類應用提供必要支撐。 學術界和工業界對WSAN的巨大前景極為重視，并投入了巨大的人力和物力進行科學研究。目標捕獲控制作為WSAN中的基本應用之一，一直是研究者重點研究的對象。現有研究往往針對傳感器—傳感器協作與傳感器—執行器協作展開的，以此來研究數據的可靠性傳輸。然而，除了數據的傳輸可靠性，執行器節點間的協作控制對目標捕獲過程同樣重要。事實上，執行器節點能否完成對目標的捕獲控制將zui終決定WSAN整個協作過程的成敗。基于此，本文結合無線傳感器網絡和多自主體系統現有的研究成果，開展WSAN中目標捕獲控制策略研究。本文的研究工作有如下幾個方面：（1）針對事件包傳輸與多目標捕獲控制問題，提出了基于虛擬Agent的WSAN模型，設計了Ballooning協議，保證了事件報告能夠在有限的時延之內傳輸到執行器節點。并在此基礎上，提出了多目標分配策略，設計了基于Leader-following的自適應捕獲算法，以提高WSAN執行多目標的能力。 （2）針對執行器節點對靜態與動態目標的捕獲控制問題，設計了基于滑模變結構方法的目標捕獲策略。為了減少執行器節點間在協作過程中通信能耗，采用基于雛菊鏈（Daisy-Chain）的目標捕獲算法，使執行器節點在維持較少通信消耗的同時，能夠對不同類型目標進行捕獲。 （3）針對靜態障礙物情形下的目標捕獲控制問題，設計了基于預測控制方法的目標捕獲策略，將避碰的條件轉化為性能指標的一部分，提出了基于滾動優化的預測控制算法，使得執行器節點能夠根據在線感知的信息動態調整路徑。zui后，通過設定終點狀態控制器，給出了保證系統穩定的條件。 （4）針對動態障礙物情形下的目標捕獲控制問題，根據執行器節點是否處于鄰居執行器節點的避障區域，設計了內場與外場兩類勢能函數，進而設計相對應的控制算法，使執行器節點在捕獲目標過程中，能夠躲避環境中存在的動態障礙物以及鄰居執行器節點。 （5）針對主從遙操作系統下的WSAN目標捕獲問題，提出了一種動態量化器，使得主端執行器節點與從端執行器節點信號在輸出前得到量化。設計了主/從端目標捕獲控制律，并將網絡中存在的時變時延考慮在控制協議中，使得主端執行器節點能夠在時延與量化器下能夠追蹤到從端執行器節點的編隊捕獲位置中心，而從端執行器節點能夠根據主端執行器節點位置形成期望編隊捕獲控制。