| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 摘要 | 第7-12页 |
| List of Symbols | 第12-13页 |
| List of Abbreviations | 第13-20页 |
| Chapter 1 Introduction | 第20-28页 |
| 1.1 Background of Multi-Agent Systems | 第20-21页 |
| 1.2 Formation Control | 第21-25页 |
| 1.2.1 Background and Motivation | 第21-22页 |
| 1.2.2 Literature Review | 第22-24页 |
| 1.2.3 Unsolved Problems | 第24-25页 |
| 1.3 Organization and Contribution of the Thesis | 第25-28页 |
| Chapter 2 Preliminaries | 第28-38页 |
| 2.1 Graph Theory | 第28页 |
| 2.2 Graph Rigidity Theory | 第28-32页 |
| 2.2.1 Distance Rigidity Theory | 第29-31页 |
| 2.2.2 Bearing Rigidity Theory | 第31-32页 |
| 2.3 Center Manifold Theory | 第32-33页 |
| 2.4 Formation Shape Stabilization | 第33-36页 |
| 2.4.1 Displacement-based Formation Control | 第34-35页 |
| 2.4.2 Bearing-based Formation Control | 第35页 |
| 2.4.3 Distance-based Formation Control | 第35-36页 |
| 2.5 Practicality of Gradient Systems | 第36-38页 |
| 2.5.1 Connection to Double-Integrator Systems | 第36-37页 |
| 2.5.2 Connection to Non-Holonomic Systems | 第37-38页 |
| Chapter 3 Weak Rigidity Theory | 第38-66页 |
| 3.1 Weak Rigidity | 第38-52页 |
| 3.1.1 Definitions Associated with Weak Rigidity | 第39-42页 |
| 3.1.2 Construction of a Minimal Constraint Set | 第42-48页 |
| 3.1.3 Comparisons Between Rigidity and Weak Rigidity | 第48页 |
| 3.1.4 A Matrix Completion Perspective | 第48-51页 |
| 3.1.5 Generic Property | 第51-52页 |
| 3.2 Application to Formation Control | 第52-62页 |
| 3.2.1 Control Objective | 第53-54页 |
| 3.2.2 A Steepest Descent Formation Controller | 第54-56页 |
| 3.2.3 Stability Analysis | 第56-59页 |
| 3.2.4 Formation Control Under Non-Rigid Graphs | 第59-62页 |
| 3.3 Simulation Examples | 第62-63页 |
| 3.4 Summary | 第63-66页 |
| Chapter 4 Angle Rigidity Theory | 第66-94页 |
| 4.1 Angle Rigidity | 第66-83页 |
| 4.1.1 The Relation to Bearing Rigidity | 第70-78页 |
| 4.1.2 Construction of Angle Constraint Set for Rigidity | 第78-79页 |
| 4.1.3 Frameworks Uniquely Determined by Angles | 第79-83页 |
| 4.2 Application to Formation Control | 第83-92页 |
| 4.2.1 The Formation Stabilization Problem | 第83-84页 |
| 4.2.2 A Steepest Descent Formation Controller | 第84-86页 |
| 4.2.3 Stability Analysis | 第86-87页 |
| 4.2.4 Orientation and Scale Control | 第87-90页 |
| 4.2.5 Simulation Examples | 第90-92页 |
| 4.3 Summary | 第92-94页 |
| Chapter 5 Angle-based Formation Control with Almost Global Convergence | 第94-114页 |
| 5.1 Stationary Angle-based Formation Stabilization | 第94-101页 |
| 5.1.1 An Artificial Potential Function | 第95-96页 |
| 5.1.2 A Steepest Descent Formation Controller | 第96-97页 |
| 5.1.3 Stability Analysis | 第97-98页 |
| 5.1.4 Sign of Triangulated Frameworks | 第98-100页 |
| 5.1.5 Analysis for Collision Avoidance | 第100-101页 |
| 5.1.6 A Simulation Example | 第101页 |
| 5.2 Dynamic Angle-based Formation Stabilization | 第101-109页 |
| 5.2.1 Agent Dynamics and Sensing Capability | 第102-103页 |
| 5.2.2 Flocking with a Desired Formation Shape | 第103-104页 |
| 5.2.3 A Distributed Formation Stabilization Controller | 第104-107页 |
| 5.2.4 Stability Analysis | 第107-108页 |
| 5.2.5 A Simulation Example | 第108-109页 |
| 5.3 Dynamic Angle-based Formation with a Leader | 第109-113页 |
| 5.3.1 The Formation Law and Its Properties | 第110-111页 |
| 5.3.2 Stability Analysis | 第111-112页 |
| 5.3.3 A Simulation Example | 第112-113页 |
| 5.4 Summary | 第113-114页 |
| Chapter 6 Conclusion and Future Work | 第114-118页 |
| 6.1 Summary of Contributions | 第114-115页 |
| 6.2 Future Works | 第115-118页 |
| References | 第118-126页 |
| Acknowledgement | 第126-128页 |
| Biography | 第128-130页 |
