Distribuido control de cobertura en tiempo finito de sistemas multi-quadrotor con topología de conmutación
Autores: Tnunay, Hilton; Moussa, Kaouther; Hably, Ahmad; Marchand, Nicolas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Distribuido control de cobertura en tiempo finito de sistemas multi-quadrotor con topología de conmutación
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Control de cobertura distribuido
Sistemas de cuadricópteros
Convergencia en tiempo finito
Restricción de consenso
Comandos de velocidad angular y empuje
Teoría de estabilidad en tiempo finito
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este documento estudia el problema de control de cobertura distribuida de sistemas de múltiples cuadricópteros conectados con topologías de red fijas y cambiantes para garantizar la convergencia en tiempo finito. El método propuesto modifica la función objetivo que proviene del problema de optimización posicional para acomodar la restricción de consenso y resolver el problema dentro de un límite de tiempo dado. El problema de cobertura se resuelve enviando comandos de velocidad angular y empuje a los cuadricópteros. Al explotar la teoría de estabilidad en tiempo finito, nos aseguramos de que los controladores de rotación y traslación de los cuadricópteros sean estables en tiempo finito tanto en topologías de comunicación fijas como cambiantes, puedan implementarse de forma distribuida y puedan llevar colaborativamente a los cuadricópteros hacia la posición y velocidad deseadas del centroide de Voronoi independientemente de sus estados iniciales. Después de diseñar cuidadosamente y analizar el rendimiento, se presentan simulaciones numéricas utilizando un Sistema Operativo de Robots (ROS) y un simulador Gazebo para validar la efectividad de los protocolos de control propuestos.
Descripción
Este documento estudia el problema de control de cobertura distribuida de sistemas de múltiples cuadricópteros conectados con topologías de red fijas y cambiantes para garantizar la convergencia en tiempo finito. El método propuesto modifica la función objetivo que proviene del problema de optimización posicional para acomodar la restricción de consenso y resolver el problema dentro de un límite de tiempo dado. El problema de cobertura se resuelve enviando comandos de velocidad angular y empuje a los cuadricópteros. Al explotar la teoría de estabilidad en tiempo finito, nos aseguramos de que los controladores de rotación y traslación de los cuadricópteros sean estables en tiempo finito tanto en topologías de comunicación fijas como cambiantes, puedan implementarse de forma distribuida y puedan llevar colaborativamente a los cuadricópteros hacia la posición y velocidad deseadas del centroide de Voronoi independientemente de sus estados iniciales. Después de diseñar cuidadosamente y analizar el rendimiento, se presentan simulaciones numéricas utilizando un Sistema Operativo de Robots (ROS) y un simulador Gazebo para validar la efectividad de los protocolos de control propuestos.