Control de Seguimiento de Estimador Distribuido Basado en Cascada para un Enjambre de Múltiples Robots Móviles con Ruedas No Holonómicos a Través del Enfoque de Líder-Seguido
Autores: Elayaperumal, Dinesh; Kuppusami Sakthivel, Sachin Sakthi; Moorthy, Sathishkumar; Arthanari, Sathiyamoorthi; Joo, Young Hoon; Jeong, Jae Hoon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Seguimiento de Estimador Distribuido Basado en Cascada para un Enjambre de Múltiples Robots Móviles con Ruedas No Holonómicos a Través del Enfoque de Líder-Seguido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Control de seguimiento
Enjambre
Robots móviles con ruedas no holonómicos
Estrategia líder-seguidor
Controlador distribuido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tiene como objetivo explorar el desafío del control de seguimiento en un enjambre de múltiples robots móviles con ruedas no holonómicos (NWMRs) mediante una estrategia distribuida de líder-seguidor basada en la teoría de sistemas en cascada. En primer lugar, se desarrolla la ley de control cinemático para el líder construyendo una superficie deslizante basada en el modelo de seguimiento de errores con una trayectoria de referencia virtual. En segundo lugar, se modela una topología de comunicación con el patrón de formación deseado para los múltiples robots utilizando la teoría de grafos. Además, en el sistema de NWMR líder-seguidor, cada seguidor carece de acceso directo a la información del líder. Por lo tanto, se desarrolla un nuevo controlador basado en un controlador PD para el seguidor, permitiendo que cada seguidor obtenga la información del líder. En tercer lugar, para cada caso, se realiza un análisis adicional del sistema en lazo cerrado para garantizar la estabilidad asintótica global uniforme con las condiciones basadas en la teoría de sistemas en cascada. Finalmente, se ilustra el rendimiento de seguimiento de trayectoria de los controladores propuestos para el sistema NWMR a través de resultados de simulación. El robot líder logró un RMSE bajo de 1.6572 (Robot 1), lo que indica un seguimiento de trayectoria preciso. Los robots seguidores mostraron RMSEs de 2.6425 (Robot 2), 3.0132 (Robot 3) y 4.2132 (Robot 3), reflejando variaciones menores debido a la estrategia de control distribuido y perturbaciones locales.
Descripción
Este estudio tiene como objetivo explorar el desafío del control de seguimiento en un enjambre de múltiples robots móviles con ruedas no holonómicos (NWMRs) mediante una estrategia distribuida de líder-seguidor basada en la teoría de sistemas en cascada. En primer lugar, se desarrolla la ley de control cinemático para el líder construyendo una superficie deslizante basada en el modelo de seguimiento de errores con una trayectoria de referencia virtual. En segundo lugar, se modela una topología de comunicación con el patrón de formación deseado para los múltiples robots utilizando la teoría de grafos. Además, en el sistema de NWMR líder-seguidor, cada seguidor carece de acceso directo a la información del líder. Por lo tanto, se desarrolla un nuevo controlador basado en un controlador PD para el seguidor, permitiendo que cada seguidor obtenga la información del líder. En tercer lugar, para cada caso, se realiza un análisis adicional del sistema en lazo cerrado para garantizar la estabilidad asintótica global uniforme con las condiciones basadas en la teoría de sistemas en cascada. Finalmente, se ilustra el rendimiento de seguimiento de trayectoria de los controladores propuestos para el sistema NWMR a través de resultados de simulación. El robot líder logró un RMSE bajo de 1.6572 (Robot 1), lo que indica un seguimiento de trayectoria preciso. Los robots seguidores mostraron RMSEs de 2.6425 (Robot 2), 3.0132 (Robot 3) y 4.2132 (Robot 3), reflejando variaciones menores debido a la estrategia de control distribuido y perturbaciones locales.