Рассматривается проблема распределенного управления группой неоднородных объектов в среде с препятствиями. Дается краткий обзор задач и методов группового управления. Ставится задача синтеза локальных алгоритмов управления, обеспечивающих движение неоднородной группы автономных объектов в двумерной среде с нестационарными препятствиями. В основу предлагаемых алгоритмов положен принцип, в соответствии с которым каждый объект группы воспринимает все соседние с ним объекты как репеллеры. При этом в отличие от известных методов формирования репеллеров, отталкивающие силы формируются специальными динамическими звеньями, что позволяет проводить синтез в пространстве состояний, а не в геометрическом пространстве. В работе выполнен анализ установившихся режимов движения и устойчивости планируемых траекторий движения. Получены выражения, позволяющие найти установившийся режим движения. Также проанализированы движения группы в среде с препятствиями, движущимися с постоянными скоростями. Определены смещения положения объектов, вызванные движущимися препятствиями, и проведен анализ устойчивости. Приведенные результаты моделирования подтверждают результаты анализа. Предлагаемый подход, в случае использования уравнений кинематики и уравнений динамики, позволяет совместить уровень планирования и управления движением.
The article is devoted to the problem of the distributed control of a heterogeneous group of vehicles in the environment with obstacles. A brief overview is presented of the objectives and methods of the group control. A task is set of synthesis of the local control algorithms, ensuring movement of the heterogeneous groups in a two-dimensional environment with non-stationary obstacles. The model of the movements' planning is based on the equations of kinematics in a two-dimensional environment. The results of the algorithm are the desired speed and direction of movement of each object in the group. The proposed algorithms are based on the assumption that all the neighboring objects are repellers. At that, in contrast to the known methods for formation of the repellers, the repulsive forces are generated at the output of the dynamic system, which allows synthesis in the state space, and not in the geometrical space. The proposed method allows us to introduce for consideration the repellers, which depend not only on the position of an object, but also on its speed and acceleration. The paper presents an analysis of the steady state motion and stability of the planned trajectories. Expressions were received allowing to determine a steady state of motion. Also an analysis was done of the movement of the robots' groups in the environments with the obstacles moving with constant velocities. Displacements of the robots 'positions were defined, caused by the moving obstacles, and an analysis of sustainability was done. Similarly, it is possible to analyze the situation with the obstacles moving with constant accelerations. Simulation confirmed the results of the analysis. The proposed approach, in case the kinematics and dynamics equations are used, allows us to combine the level of planning and movement control.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.