طراحی کنترلگر زیربهینه‌ی توزیع شده برای آرایش‌بندی گروه ربات متحرک غیرهولونومیک در حضور موانع محیطی

این مقاله به طراحی کنترلگر برای آرایش‌بندی گروه ربات‌های متحرک غیرهولونومیک مبتنی بر روش زیربهینه‌ی توزیع شده در حضور موانع محیطی می‌پردازد. آرایش‌بندی گروه ربات‌های‌ متحرک یکی از مسائل مهم در حرکت گروهی و رفتار مشارکتی سیستم‌های چندعاملی است که قیود موجود بر روی مکانیزم‌های فرآیند و همچنین چالش‌ و محدودیت‌‌های محیط‌‌ دینامیکی ناشناخته بر پیچیدگی‌های کنترلی آن افزوده است. در این مقاله با ترکیب روش‌های رهبرپیرو و رویکرد مبتنی بر رفتار برای هر یک از رفتارهای مطلوب نظر مانند تشکیل آرایش هندسی، تعقیب مسیر و اجتناب از برخورد، تابع هزینه‌ای تعریف شده و معادله دینامیک خطای آرایش به عنوان قید مسئله در نظر گرفته می‌شود. هدف طراحی یک قانون کنترل بهینه برای حرکت گروهی ربات‌ها به نحوی است که در محدودیت‌ها و قیود صدق کرده و در ضمن معیار معینی را حداقل نماید. در ادامه پایداری و بهینه‌ بودن سیستم حلقه ‌بسته نیز اثبات شده است. نتایج شبیه‌سازی،‌ کارایی و عملکرد مناسب کنترلگر طراحی ‌‌شده را به ‌خوبی نشان می‌دهد.

Design of Distributed Suboptimal Controller for Formation of a Group of Nonholonomic Mobile Robots in the presence of Environmental Obstacles

This paper is concerned with the controller design for formation of a group of nonholonomic mobile robots based on distributed suboptimal method in the presence of environmental obstacles. Formation control of mobile robots is one of the important aspects in group movement and cooperative behavior of multiagent systems. Challenges and constraints on procedure mechanisms and unknown dynamic environments have made the control process of such systems more complicated. In this study, integrated leaderfollower method and behavioral approach also for each of the desired behaviors including geometrical formation, trajectory tracking and obstacle collision avoidance, a cost function and a formation error dynamic equation are defined as constraints. The main goal in the present paper is to design an optimum control law for the robots applicable to the whole constraints and limits of the problem while minimizing certain criterion. The present research study also presents a stability analysis to show the closed loop system is stable and works optimally. The simulation results illustrate the effectiveness and efficient performance of the proposed suboptimal control law design.