Skip to main content
SUPERVISOR
Majdodin Najafi,Farid Sheikholeslam
مجدالدین نجفی (استاد مشاور) فرید شیخ الاسلام (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vahid Ebrahimi
وحید ابراهیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Optimal Formation Control of the Second-Order Multi-Agent Systems in the Presence of Obstacle
In the last few decades, with the development of technology in the field of microprocessor, digital communication and instrumentation, several independent systems have been developed to achieve a common goal. This will replace a few more simple systems instead of a complex system. The advantages of this method can be the ability to develop and reliability of the system. In all cases mentioned, the control rule is required to control the coordinating agents. In this thesis, the goal is to optimally control the formation of multi-agent systems of the second order. To this aim, we first introduce a variety of dynamic models for describing the math of the motion of the agents. In the following, the aim of pursuing the problem for the two integral operators is expressed and by obtaining the equations of the agent space state and defining the appropriate cost function for pursuit The objective and minimum energy form the optimal control problem by solving the optimal control problem of the optimal control law for pursuit. In the following, we discuss the consensus question for the first and second order Multi-Agent systems and simulate the consensus question. Then, we describe different strategies of Formation control, non-interference strategies, and finally, by presenting A comprehensive model of the Formation control problem expresses the desired control requirements (goal tracking, non-collision) in the form of cost functions and maintains the formation in the form of control. In other words, we formulate the control of the formation in the form of an optimal control problem with non-square cost functions. Due to the non-squareness of the cost of non-interference and target tracking functions, one can not use the usual optimal control approaches (such as linear stabilization square control). By providing a method for solving the problem of optimal control with non-square functions, the problem of optimal control of the formation is solved and obtaining the optimal control rule Finaly, the simulation of this control rule in differentcondition. Ke ywords : Multi-Agent systems, Formation, Optimal control, Consensus
در چند دهه‌ی اخیر با رشد تکنولوژی در حوزه‌های میکروپروسسور، مخابرات دیجیتال و ابزار دقیق امکان استفاده از چند سیستم مستقل جهت انجام هدفی مشترک فراهم شده‌است. این کار باعث جایگزینی چند سیستم ساده­تر به جای یک سیستم پیچیده می­گردد از مزایای این روش می­توان به قابلیت توسعه و قابلیت اطمینان سیستم اشاره نمود. برای مثال استفاده از شناور‌های سطحی خودران برای اکتشافات دریایی، شناسایی محیط، اسکورت ناوگان دریایی و ... در صنایع دریایی، استفاده از پرنده‌های بدون سرنشین برای تهیه نقشه‌های هوایی، حمل بار و ... در صنایع هوایی، هوشمند­سازی کنترل ترافیک وماهواره­هادر صنعت حمل و نقل،اندازه­گیری چندسنسوری در اتوماسیون صنعتی و ... از جمله کاربرد­های سیستم­های چند عاملی در صنعت می­باشند. در همه موارد ذکر شده به قانون کنترلی جهت کنترل هماهنگ عامل‌ها نیاز است. در اینپایان­نامه هدف کنترل بهینه آرایش سیستم­های چند عاملی مرتبه دوم می­باشد. بدین منظور ابتدا به معرفی انواع مدل­های دینامیکی برای توصیف ریاضی حرکت عامل­ها می­پردازیم و در ادامه مسئله تعقیب هدف را برای عامل دو انتگرال­گیر بیان نموده و با بدست آوردن معادلات فضای حالت عاملو تعریف تابع هزینه مناسب جهت تعقیب هدف و حداقل انرژی مسئله کنترل بهینه را تشکیل داده با حل مسئله کنترل بهینه قانون کنترل بهینه جهت تعقیب بدست می­آید. در ادامه به بیان مسئله اجماع برای سیستم­ چند عاملی مرتبه اول و مرتبه دوم و شبیه­سازی مسئله اجماع می­پردازیم سپس به بیان استراتژی­های مختلف کنترل آرایش، استراتژی­های عدم برخورد به مانع می­پردازیم و در انتها با ارائه مدل جامعی از مسئله کنترل آرایش، خواسته­های کنترلی مطلوب ( تعقییب هدف ، عدم برخورد) را در قالب توابع هزینه و حفظ آرایش را در قالب قید کنترلی بیان می­کنیم. به عبارتی مسئله کنترل آرایش را به فرم مسئله کنترل بهینه با توابع هزینه غیر مربعی صورت بندی می­نماییم. به دلیل غیر مربعی بودن توابع هزینه عدم برخورد به مانع و تعقیب هدف نمی­توان از رویکرد­های معمول کنترل بهینه(مانند کنترل خطی مربعی پایدار ساز) استفاده نمود. با ارائه روشی جهت حل مسئله کنترل بهینه با توابع غیر مربعی مسئله کنترل بهینه آرایش را حل نموده و قانون کنترل بهینه را بدست آورده در نهایت به شبیه­سازی این قانون کنترل در شرایط مختلف (در حضور مانع، بدون حضور مانع و ...) می­پردازیم. واژه­های کلیدی : سیستم­های چند عاملی، آرایش ، کنترل بهینه ، اجماع

تحت نظارت وف ایرانی