Управление мобильными роботами в составе группы лидер-ведомые

Рассматривается задача управления движением группы мобильных роботов. Предложенный метод структурного синтеза замкнутых законов управления позволяет добиться явного выражения управляющих воздействий на основе уравнений требуемого движения в пространстве состояний объекта. Входными данными для управления объектами в составе группы лидер-ведомые являются только данные об относительном взаимном расположении лидера и ведомого. Поддержание требуемого расстояния между объектами при условии ограниченного радиуса взаимодействия объектов в группе, движение без столкновений и возможность обхода препятствий реализованы с помощью метода потенциальных функций в рамках данного подхода. Данные экспериментов подтверждают работоспособность системы управления в присутствии шумов измерений и внешних возмущений.

группа лидер-ведомые, управление группировкой мобильных роботов, структурный синтез систем автоматического управления, вынужденное движение, leader-follower formation, control of a formation of mobile robots, structural synthesis of the automated control systems, forced motion

1. Schaub Hanspeter, Vadali Srinivas R., Alfriend Kyle T. Spacecraft formation flying control using mean orbit elements // Journal of the Astronautical Sciences. 2000. Vol. 48, N. 1. P. 69-87.

2. Smith T. R., Mann H. H., Leonard N. E. Orientation control of multiple underwater vehicles // Proc. 40th IEEE Conf. Decision and Control. 2001. P. 4598-4603.

3. Lawton J. R., Beard R. W., Young B. J. A decentralized approach to formation maneuvers // IEEE Trans. on Robotics and Automation. 2003. Vol. 19, N. 6. P. 933-941.

4. Burns R. et al. Techsat21: Formation design, control, and simulation // Proc. IEEE Aerospace Conf. 2000. P. 19-25.

5. Aveek K. Das, Rafael Fierro, Vijay Kumar, James P. Ostrowski, John Spletzer, Camillo J. Taylor. A vision-based formation control framework // Robotics and Automation, IEEE Transactions on. 2002. Vol. 18, N. 5. P. 813-825.

6. Lewis M. Anthony, Tan Kar-Han. High precision formation control of mobile robots using virtual structures // Auton. Robots. 1997. Vol. 4, N. 4. P. 387-403.

7. Luca Consolini, Fabio Morbidi, Domenico Prattichizzo, Mario Tosques. Leader-follower formation control of nonholonomic mobile robots with input constraints // Automatica. 2008. Vol. 44, N. 5. P. 1343-1349.

8. Золотухин Ю. Н., Котов К. Ю., Нестеров А. А. Децентрализованное управление подвижными объектами в составе маневрирующей группы // Автометрия. 2007. Т. 43, № 3. С. 31-39.

9. Fiorelli Edward, Bhatta Pradeep, Leonard Naomi Ehrich. Adaptive sampling using feedback control of an autonomous underwater glider fleet // Proc. 13th Int. Symposium on Unmanned Untethered Submersible Tech. 2003. P. 1-16.

10. Котов К. Ю. Алгоритм управления группировкой подвижных автономных агентов // Матер. VIII Междунар. науч.-техн. конф. "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП - 2006. 2006. Т. 7. С. 230-235.

11. Desai Jaydev P., Ostrowski James P., Kumar Vijay. Modeling and control of formations of nonholonomic mobile robots // Robotics and Automation, IEEE Transactions on. 2001. Vol. 17, N. 6. P. 905-908.

12. Бойчук Л. М. Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления. М: Энергия, 1971.

13. Колесников A. A. Синергетическая теория управления. Таганрог: ТРТУ, М.: Энергоатомиздат, 1994. 344 с.

14. Крутько П. Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: Нелинейные модели. М.: Наука, 1988. 330 с.

15. Золотухин Ю. Н., Нестеров А. А. Управление перевернутым маятником с учетом диссипации энергии // Автометрия. 2010. № 5. С. 3-11.

16. Белоконь С. А., Золотухин Ю. Н., Мальцев А. С., Нестеров А. А., Филиппов М. Н., Ян А. П. Управление параметрами полета квадрокоптера при движении по заданной траектории // Автометрия. 2012. № 5. С. 32-41.

17. Золотухин Ю. Н., Котов К. Ю., Мальцев А. С., Нестеров А. А., Соболев М. А., Филиппов М. Н., Ян А. П. Робастное управление подвижными объектами в группе лидер-ведомые с использованием метода структурного синтеза // Автометрия. 2015. Т. 51, № 5. С. 82-91.

18. Золотухин Ю. Н., Котов К. Ю., Мальцев А. С., Нестеров А. А., Филиппов М. Н. Управление траекторным движением группы мобильных роботов: моделирование и эксперимент // Материалы X Междунар. конф. "Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2010)", Новосибирск. 2010. С. 101-106.