22151

كنترل آرايش چندين ربات با استفاده از روش كنترل رخدادمحور

كارشناسي ارشد

كنترل

1398/11/26

دكتر عليرضا محمدشهري

برق

هدف از اين پايان¬نامه مطالعه كنترل آرايش رخداد محور توزيع¬يافته گروه ربات¬ها در شرايط وجود محدوديت در منابع ارتباطي است. در اين پايان¬نامه يك روش كنترل رخداد محور بر اساس مدل(تخمين) معرفي شده است كه در آن هر ربات تخميني از ربات¬هاي همسايه خود در گروه ربات¬ها دارد. هر ربات با استفاده از خطاي تخمين¬گر مربوط به خودش در مورد ارسال موقعيت خود به ربات¬هاي ديگر تصميم مي¬گيرد. در اين روش به دليل غيرخطي بودن ربات¬هاي استفاده شده و توانايي حذف نويز¬هاي سفيد كه ممكن است در طبقه¬هاي مختلف اندازه¬گيري موقعيت و ارسال آن به سيستم اضافه شوند از فيلتر كالمن توسعه¬يافته استفاده شده است. در حالت غيرتوزيع¬شده كه در آن همه ربات¬ها با يكديگر ارتباط دارند به راحتي مي¬توان ورودي مربوط به كل سيستم در هر مرحله را فارغ از نحوه وقوع رخداد¬ها در هر كدام از ربات¬ها به دست آورد. در اين حالت مي¬توان گفت همه تخمين¬گر¬هاي موجود در ربات دقيقا شبيه يكديگر كار مي¬كنند و در نتيجه وقوع آرايش مورد نظر ممكن مي¬شود. در حالت توزيع¬شده هر ربات فقط اطلاعات مربوط به همسايه¬ خود را دريافت مي¬كند در حاليكه ربات¬ها از موقعيت همسايه¬هاي ربات¬هاي ديگر براي اعمال به تخمين¬گر¬هاي مربوط به آن¬ها اطلاعي نداشته و اين موضوع به راحتي موجب غيرممكن شدن وقوع رخداد به دليل اختلاف بين تخمين¬گر¬ها در ربات¬هاي مختلف مي¬شود. براي حل اين مسئله در اين پايان¬نامه روشي براي تقسيم ورودي¬ها به دو ورودي قابل تخمين ( با استفاده از اطلاعات موجود و قطعي) و غير قابل تخمين تقسيم بندي شده¬اند. در هر مرحله ورودي تخمين ¬زده شده با استفاده از اطلاعات موجود بخش اول را تخمين مي¬زند و بخش دوم نيز در زمان وقوع رخداد ارسال شده و تا زمان رخداد بعدي ثابت مي¬ماند. به منظور مورد آزمايش قراردادن الگوريتم پيشنهادي روش فوق بر روي يك گروه ربات متشكل از شش ربات زميني در محيط شبيه¬سازي مورد بررسي قرار گرفته و نتايج آن با روش رخدادمحور معمولي مقايسه شده است. در نتيجه اين آزمايش مي¬توان گفت روش پيشنهادي علاوه بر پايين آوردن نياز به ارتباط بين ربات¬ها كل سيستم را به نويزهاي مختلف هم تا حدود زيادي ايمن¬تر كرده است.

1399/04/29

Design event-triggered controller for leader follower formation control of multi mobile robots

2/15/2020 12:00:00 AM

This thesis concerns with distributed formation control problem of a multi-robot system subject to limited communication resources and unknown but bounded process measurement noise. In this thesis, an estimation-based event- trigger communication scheme is proposed, which uses an estimator on each robot to obtain whether the current measurement should be transmitted. Because of nonlinearity in robot models, non-Gaussian data transition and the ability to reduce the effects of process measurement noise, the extended Kalman filter is used as an estimator. Two methods for distributed and non-distributed situations have been addressed. In non-distributed situation all robots are connected and inputs of each estimator can be derived by performing formation algorithm on estimators although in distributed situation that is not the case since knowledge from other robots is limited. A new method has been addressed here to solve this problem which devides each input into two parts which are known and unknown parts of the control input. Known part of the input is estimated in each step while the unknown part of the input will only change when an event uccures. The proposed event-triggered scheduling scheme provides a better communication rate than other existing ones. The formation is achieved in distributed and non-distributed topologies using estimated data on each robot which means the formation control strategy is not different from a time-based sampling technic.