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3b295d1ea6ff1bc87ae91070855b4ddf.pdf: 32196319 bytes, checksum: 953135cd98fe93401aef62069bb8aa43 (MD5) / Nesta tese propõe-se o projeto e o desenvolvimento de controladores de formação descentralizados para robôs móveis de diferentes tipos. As soluções baseiam-se na utilização de controladores preditivos não lineares NMPC de tempo contínuo para o cálculo das referências de pose e velocidade para cada robô da formação acoplados via função objetivo ou estados. A tarefa definida para os robôs em formação é o seguimento de caminhos espaciais, pré definidos ou adquiridos através de informações visuais, caso em que o controle é realizado diretamente no plano da imagem, através da utilização de características visuais simplificadas. Para o tratamento de formações e caminhos variantes no tempo, propõe-se uma abordagem para garantia de factibilidade recursiva sem demasiado aumento da complexidade algorítmica dos controladores locais. Tal abordagem baseia-se no relaxamento das restrições do problema de otimização sem penalização explícita na função objetivo. São apresentadas duas propostas para o controle de formação utilizando informações visuais, uma baseia-se num novo conceito de câmeras e caminhos virtuais e a outra implementa a estratégia líder seguidor tradicional. Decorrente da não linearidade dos modelos obtidos, surgem limitações nos horizontes de predição e controle, interferindo diretamente nos requisitos de estabilidade. Neste caso, a estabilidade é garantida através da adição de um custo terminal às funções objetivo e uma zona terminal para as restrições. Resultados simulados e experimentais são apresentados para demonstrar o desempenho das estratégias propostas em diversas situações. / This thesis proposes the design and the development of decentralized formation
controllers for di erent types of mobile robots. The solutions are based on the use
of continuous time non-linear model predictive formation controllers NMPC for the
calculus of references of poses and velocity. The task de ned for the robots in formation
are to track spacial paths, pre-speci ed or acquired through visual information,
in wich case the control is accomplished direct from the image plane. For the handling
of time-varying formations and paths, an approach is proposed to guarantee
recursive feasibility without too much increase of the algorithmic complexity of the
local controllers. Such an approach is based on the constraints relaxation of the
optimization problem without any explicit penalty in the objective function. Two
approaches are presented for Formation control using visual information, one based
on a new concept of virtual cameras and paths and the other one implements the traditional
Leader-Follower strategy. Due to the non-linearity of the obtained models,
limitations on prediction and control horizons arise, directly interfering on the stability
requirements. Simulated and experimental results are shown to demonstrate
the good performance of the proposed strategies in di erent situations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/22631 |
| Date | 12 May 2017 |
| Creators | Ribeiro, Tiago Trindade |
| Contributors | Conceição, André Gustavo Scolari, Lima, Antonio Marcus Nogueira, Ordoñez, Bernardo, Dias, Anfranserai Morais, Dórea, Carlos Eduardo Trabuco |
| Publisher | Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Elétrica, em Engenharia Elétrica, UFBA, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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