Control de formación de robots móviles no holonómicos: compensador difuso predictivo basado en datos
Autores: Wang, Jinfeng; Dong, Hui; Chen, Fenghua; Vu, Mai The; Shakibjoo, Ali Dokht; Mohammadzadeh, Ardashir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de formación de robots móviles no holonómicos: compensador difuso predictivo basado en datos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Control de formación
Seguimiento de trayectoria
Controlador
Control basado en datos
Estabilidad
Compensador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Un tema clave de investigación en el campo de la robótica es el control de formación de un grupo de robots en problemas de seguimiento de trayectoria. El uso de robots organizados tiene muchas ventajas sobre su uso individual, como el uso eficiente de recursos, mayor fiabilidad debido a la cooperación y mejor resistencia contra defectos. Para lograr esto, se propone un controlador que dirige el robot líder y los robots seguidores posteriores asintóticamente hacia una trayectoria de referencia. El controlador básico es la linealización por retroalimentación. Para garantizar la estabilidad contra perturbaciones, se diseña un compensador basado en sistemas lógicos difusos de tipo 3 (T3-FLSs) y una estrategia de control basada en datos. El enfoque implica emplear un número finito de datos en lazo abierto y usar el enfoque de control predictivo basado en modelo (MPC) para adquirir criterios suficientes para la estabilidad. Se minimiza una función de horizonte infinito en línea, lo que permite considerar la política de control basada en datos como el método de control óptimo. Las ganancias de la señal de control basada en datos restringidos se calculan en cada paso de tiempo para mejorar la precisión. Aplicar el controlador de retroalimentación de estados basado en datos al sistema produce trayectorias de estado positivas y estables con respuestas transitorias apropiadas. Se garantiza que el compensador basado en datos sugerido maneje las restricciones. Se simula un ejemplo práctico para evaluar la estrategia propuesta.
Descripción
Un tema clave de investigación en el campo de la robótica es el control de formación de un grupo de robots en problemas de seguimiento de trayectoria. El uso de robots organizados tiene muchas ventajas sobre su uso individual, como el uso eficiente de recursos, mayor fiabilidad debido a la cooperación y mejor resistencia contra defectos. Para lograr esto, se propone un controlador que dirige el robot líder y los robots seguidores posteriores asintóticamente hacia una trayectoria de referencia. El controlador básico es la linealización por retroalimentación. Para garantizar la estabilidad contra perturbaciones, se diseña un compensador basado en sistemas lógicos difusos de tipo 3 (T3-FLSs) y una estrategia de control basada en datos. El enfoque implica emplear un número finito de datos en lazo abierto y usar el enfoque de control predictivo basado en modelo (MPC) para adquirir criterios suficientes para la estabilidad. Se minimiza una función de horizonte infinito en línea, lo que permite considerar la política de control basada en datos como el método de control óptimo. Las ganancias de la señal de control basada en datos restringidos se calculan en cada paso de tiempo para mejorar la precisión. Aplicar el controlador de retroalimentación de estados basado en datos al sistema produce trayectorias de estado positivas y estables con respuestas transitorias apropiadas. Se garantiza que el compensador basado en datos sugerido maneje las restricciones. Se simula un ejemplo práctico para evaluar la estrategia propuesta.