کنترل آرایش گروهی ربات‌های پرنده به روش کنترل پیش‌بین مقید ضمن ره‌گیری هدف متحرک باوجود موانع

در این مقاله، با بهره گیری از کنترل‌کننده پیش بین مقید، ره گیری یک هدف متحرک توسط گروهی از ربات های پرنده ضمن کنترل آرایش گروه ارائه‌شده است. حفظ و کنترل آرایش گروه بر مبنای کنترل موقعیت با فرض معماری غیرمتمرکز و ساختار ارتباطی رهبر پیرو بین عوامل انجام‌گرفته است. ره گیری هدف توسط رهبر گروه انجام می‌پذیرد و پیروها وظیفه ره گیری رهبر گروه را بر عهده دارند. رهبر گروه، موقعیت فعلی و تخمین موقعیت خود در گام‌های بعدی را دائماً برای پیروها ارسال می‌کند تا با استفاده از آن، موقعیت مطلوب فعلی و لحظات بعدی را محاسبه نمایند. در ادامه، بازنویسی قیود مسئله از قبیل تضمین حفظ فاصله و عدم برخورد پیروها با رهبر گروه و محدودیت‌های ورودی‌ها و تغییرات آن‌ها بر روی تمام اعضای گروه و نیز ارائه یک روش هندسی ابتکاری برای عبور از موانع و اعمال سیستماتیک همگی آن‌ها در فرآیند کنترل، انجام گردیده است. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده برای یک گروه پنج‌تایی از ربات‌های پرنده که ضمن حفظ آرایش گروه به دنبال ره‌گیری یک هدف متحرک زمینی هستند، ارائه‌شده است. نتایج نشان می‌دهد کنترل‌کننده نسبت به اغتشاشات موجود در مسیر حرکت گروه مقاومت خوبی داشته و ره‌گیری گروهی به نحو مطلوبی انجام می‌گیرد. پیش‌بینی مسیر حرکت هدف متحرک و استفاده از آن در طراحی کنترل‌کننده پیش‌بین نیز باعث بهبود و هموار‌تر شدن مسیر حرکت گروه می‌گردد.

formation control of flying robots using constrained model predictive control while tracking of moving target in presence of obstacles

in this article, using the constrained predictive controller, the tracking of a moving target by a group of flying robots while controlling the group arrangement is presented. the maintenance and control of the group arrangement is based on position control with the assumption of decentralized architecture and leader-follower communication structure between the agents. target tracking is done by the group leader and the followers are responsible for tracking the group leader. the leader of the group constantly sends the current position and the estimate of his position in the next steps to the followers to use it to calculate the optimal current position and the next moments. in the following, rewriting the constraints of the problem, such as ensuring that the distance is maintained and that the followers do not collide with the group leader, and the limitations of inputs and their changes on all members of the group, as well as providing an innovative geometric method for crossing obstacles and systematically applying all of them in the control process. has been simulations are presented for a group of five flying robots that seek to intercept a moving ground target while maintaining the formation of the group. the results show that the controller has a good resistance to the disturbances in the group’s movement path and the group interception is carried out in a favorable way. predicting the movement path of the moving target and using it in the design of the predictive controller also improves and smooths the movement path of the group.