Distributed Consensus in Multi-vehicle Cooperative Control: Theory and Applications

استفاده هماهنگ از وسایل نقلیه خودران دارای کاربردهای بالقوه فراوانی از خانگی تا سمی خطرناک است. معمولاً ارتباطات لازم برای تعامل سازنده چنین وسایل نقلیه‌ای ممکن است در معرض محدودیت‌هایی در برد، پهنای باند، نویز و سایر دلایل غیرقابل اعتماد بودن باشد.

اجماع اطلاعات تضمین می‌کند که وسایل نقلیه به اشتراک‌گذاری اطلاعات بر روی توپولوژی شبکه، دیدگاهی ثابت دارند. اطلاعات حیاتی برای کار هماهنگی با فرض تنها تعامل همسایه و همسایه بین وسایل نقلیه، توافق توزیع شده در کنترل تعاونی چند وسیله نقلیهاستراتژی‌های اجماع توزیع شده را طراحی می‌کند تا اطمینان حاصل شود که حالت‌های اطلاعاتی همه وسایل نقلیه در یک شبکه به یک مقدار مشترک همگرا می‌شوند. این رویکرد تیم را تقویت می‌کند، مصرف انرژی و اثرات مضر برد و سایر محدودیت‌ها را به حداقل می‌رساند.

این مونوگراف به شش بخش تقسیم شده است که مطالب مقدماتی، نظری و تجربی را پوشش می‌دهد و شامل موارد زیر است:

• مروری بر استفاده از الگوریتم های اجماع در کنترل مشارکتی؛

• الگوریتم های اجماع در سیستم های دینامیکی تک و دو انتگرالگر؛

• الگوریتم های اجماع برای پویایی نگرش بدن صلب.

• میعادگاه و هم ترازی محوری، کنترل سازند، پرواز سازند در اعماق فضا، نظارت بر آتش و نظارت.

نشان‌گذاری برگرفته از نظریه گراف و ماتریس و مواد پس‌زمینه در تئوری سیستم خطی و غیرخطی در شش ضمیمه شمرده شده است. نویسندگان یک وب سایت دارند که در آن می توان نمونه شبیه سازی و مواد ویدئویی آزمایشی مرتبط با آزمایشات را در چندین فصل از این کتاب یافت.

محققان سیستم های کنترل آکادمیک و همتایان آنها در آزمایشگاه های دولتی و روباتیک- و هوافضا- صنایع مرتبط ایده های ارائه شده در توافق توزیع شده در کنترل تعاونی چند وسیله نقلیه را بسیار مورد توجه قرار خواهند داد. این متن همچنین به عنوان یک پشتیبان و مرجع ارزشمند برای دوره های تحصیلات تکمیلی رباتیک و سیستم های کنترل خطی و غیرخطی خواهد بود.

The coordinated use of autonomous vehicles has an abundance of potential applications from the domestic to the hazardously toxic. Frequently the communications necessary for the productive interplay of such vehicles may be subject to limitations in range, bandwidth, noise and other causes of unreliability.

Information consensus guarantees that vehicles sharing information over a network topology have a consistent view of information critical to the coordination task. Assuming only neighbor-neighbor interaction between vehicles, Distributed Consensus in Multi-vehicle Cooperative Control develops distributed consensus strategies designed to ensure that the information states of all vehicles in a network converge to a common value. This approach strengthens the team, minimizing power consumption and the deleterious effects of range and other restrictions.

The monograph is divided into six parts covering introductory, theoretical and experimental material and featuring:

• an overview of the use of consensus algorithms in cooperative control;

• consensus algorithms in single- and double-integrator dynamical systems;

• consensus algorithms for rigid-body attitude dynamics;

• rendezvous and axial alignment, formation control, deep-space formation flying, fire monitoring and surveillance.

Notation drawn from graph and matrix theory and background material on linear and nonlinear system theory are enumerated in six appendices. The authors maintain a website at which can be found a sample simulation and experimental video material associated with experiments in several chapters of this book.

Academic control systems researchers and their counterparts in government laboratories and robotics- and aerospace-related industries will find the ideas presented in Distributed Consensus in Multi-vehicle Cooperative Control of great interest. This text will also serve as a valuable support and reference for graduate courses in robotics, and linear and nonlinear control systems.