کنترل حرکت گروهی سیستم های چند عاملی در حضور موانع با استفاده از منطق فازی

حرکت توده ای یک پدیده موثر در طبیعت است که توسط ارگانیسم های مختلفی قابل مشاهده می باشد. حرکت های هماهنگ سیستم های بیولوژیکی بدون وجود رهبر و با استفاده از اطلاعات محدود محیطی –که هر عضو قادر به دریافت آن است- سبب گردیده تا بشر نسبت به الهام گرفتن از سیستم های فوق جهت کنترل و هدایت دسته های ربات اقدام نماید. "عضو" یا "عامل"، یک سیستم متحرک مجهز به حسگر و پردازنده اطلا عات است. مجموعه عوامل فوق که توانایی انجام فعالیت های گروهی را دارند، ‏یک "سیستم چند عاملی" یا "توده" نامیده می شود. توانایی سیستم چند عاملی به انجام مأموریت هایی که یک عضو به تنهایی قادر به انجام آنها نیست و همچنین جنبه های اقتصادی نظیر کاهش قیمت نسبت به قابلیت در شبکه های بی سیم و سرعت پردازش بالا، سبب افزایش علاقه روزافزون نسبت به استفاده از سیستم های فوق در صنایع گوناگون شده است. در پژوهش حاضر، مسأله جابجایی و هدایت گروهی از اعضای خودگردان، در قالب یک ساختار کنترلی توزیع شده و مقیاس پذیر، مورد بررسی قرار گرفته، تلاش شده است تا با کمترین ارتباطات ممکن و با اطمینان از انتقال تمام اعضا، این هدف محقق شود. بنابراین، یک هدف متحرک باید توسط تمامی عوامل سیستم به گونه ای دنبال شود که هر عامل بتواند با توجه به اطلاعات دریافتی از هدف و سایر عوامل، نسبت به تعیین موقعیت بعدی خود اقدام نماید. نتیجه این امر، تشکیل و حفظ پیکربندی تعریف شده توسط اعضاء حین تعقیب هدف است. عوامل فوق، هریک ربات هایی هستند که علاوه بر جرم و اینرسی، دارای قیدهای حرکتی غیرهولونومیک نیز هستند. در این پژوهش از روش تابع پتانسیل ساختگی جهت بررسی حرکت اعضا استفاده می گردد . این توابع پتانسیل برآیندی از برهم کنش های بین اعضای توده با یکدیگر و نیز با عضو هدف است. پتانسیل های فوق به گونه ای تعریف می شوند که در حالت تعادل و رسیدن به مقدار کمینه، دستیابی به هر دو فاز عملیات: یعنی تشکیل پیکر بندی و نیز تعقیب هدف ممکن گردد. برای رسیدن به اهداف فوق، ابتدا با منظور نمودن دینامیک حرکتی ربات های فوق مورد بررسی قرار می گیرد. سپس مساله تشکیل و حفظ پیکر بندی حین تعقیب هدف بررسی شده، الگوریتم های کنترلی لازم جهت نیل به آن طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد. در این پروژه با هدف استفاده از اطلاعات محلی، دو الگوریتم برای راهبری گروه از میان موانع برای ربات های هولونومیک ارائه می شود. این الگوریتم ها مبتنی بر روشهای غیر خطی و با استفاده از توابع پتانسیل و منطق فازی خطی طراحی شده اند. همچنین در طول سال های اخیر ، شکل گیری عوامل مقدار قابل توجهی از تحقیقات را به خود اختصاص داده است. در بیشتر کارهای انجام شده از دو رویکرد فاصله محور و موقعیت محور برای شکل گیری عوامل استفاده شده است. بیشتر کارهای انجام شده در شکل گیری بر اساس فاصله، از قانون کنترل بر اساس گرادیان شیب و روش مستقیم کنترل فاصله برای یک گروه از عوامل با دینامیک رسته یک استفاده شده است. در این پروژه تلاش شده است با استفاده از قانون کنترل بر اساس گرادیان شیب و روش مستقیم کنترل فاصله پایداری شکل گیری مورد نظر یک گروه از عوامل با دینامیک رسته دو در صفحه مورد بررسی قرار گیرد.