کنترل آرایش حرکت گروهی از ربات بدون سرنشین خودمختار زیرسطحی در یک ساختار سوئیچ شونده همراه با تاخیر

وجود ساختار ارتباطی سوئیچ‌شونده دریک سیستم چندعاملی باعث می‌شود که ماتریس‌های مجاورت، درجه و لاپلاسین گروه و در نهایت مقدار ویژه فیدلر آن بطور مدام تغییر نموده و متعاقبا اجماع گروه را تحت تاثیر قرار دهند. در این تحقیق هدف طراحی پروتوکل اجماع مناسب جهت تحقق همگرایی گروهی و ایجاد یک آرایش حرکتی شش ضلعی در یک گروه از شناورهای بدون سرنشین زیرسطحی با در نظر گرفتن سوئیچینگ بین عامل‌ها می‌باشد. برای این منظور ابتدا مدل ریاضی شش درجه آزادی غیر خطی هر ربات ارائه و سپس به کمک نظریه گراف‌ها ارتباط بین عامل‌های گروه مدلسازی می‌شود. سپس الگوریتم کنترل اجماع رهبرپیرو جهت شکل دهی یک آرایش شش ضلعی فی مابین ربات راهبر و ربات‌های پیرو طراحی می‌گردد. الگوریتم کنترل اجماع پیشنهادی طی چند دو سناریو متفاوت: 1 سوئیچینگ بین توپولوژی ارتباطی ربات‌های پیرو، 2 سوئیچینگ بین توپولوژی ارتباطی ربات‌های پیرو همراه با عامل تاخیر، مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است.

Formation Control for a Group of Autonomous Underwater Vehicles Subject to Switching Topologies and Time Delay Factor

The presence of switchable communication topologies in a multiagent system causes the adjacency, degree, and Laplacian matrices of the group, and finally, its Fiedler eigenvalue, to constantly change, thereby affecting the group consensus. The key motivation of this study is to design an appropriate control law to achieve group consensus and create a hexagonal motion formation in a group of autonomous underwater vehicles by considering switching communication topologies between agents. For this purpose, first, the six degrees of freedom mathematical model of each AUV is presented and then the relationship between the agents of the group is modelled through the graph theory. The leaderfollower consensus control algorithm is then designed to form a hexagonal arrangement between the leader and the follower robots. The proposed consensus control algorithm has been assessed in two different scenarios: 1 Switching communication topology between the follower robots, 2 Switching communication topology between the follower robots with time delay factor.