Dissertação

Coordinated Motion Control of Multiple Autonomous Underwater Vehicles EVALUATED

A coordenação de veículos submarinos autónomos (VSAs), quando comparada com a solução de um único veículo fortemente equipado, exibe melhor desempenho em termos de flexibilidade e robustez e conduz a métodos mais seguros, rápidos e eficientes de explorar o oceano. O controlo de movimento de veículos submarinos é especialmente difícil uma vez que geralmente estes sistemas têm propriedades não-holonómicas. É neste contexto que a presente tese propõe uma estrutura de controlo descentralizada, baseada em técnicas de Lyapunov e na teoria dos grafos, que considera explicitamente a complexa dinâmica não-linear dos veículos a cooperar e os constrangimentos impostos pela topologia da rede de comunicação. Para um único veículo, um controlador de malha interna age de forma que uma dada velocidade de referência seja mantida, e um controlador cinemático da malha externa ajusta a velocidade de referência de modo a que o veículo siga um 'alvo virtual' que percorre o trajecto desejado. A coordenação entre múltiplos veículos é obtida através da parametrização do trajecto de cada veículo e da regulação da velocidade do alvo virtual de forma a sincronizar os estados de parametrização. A natureza descontínua da comunicação entre veículos, que sofre de falhas intermitentes, latência e efeitos de multipercurso, é tida em conta introduzindo um sistema de comunicação baseado em lógica que reduz a necessidade de troca de informação. A estabilidade e a convergência do sistema resultante são analisadas através de um estudo matemãtico rigoroso. O desempenho das estratégias concebidas é finalmente avaliado por meio de simulaçoes computacionais.
Controlo cooperativo, Controlo não-linear, Seguimento coordenado de caminhos, Sistemas sub-actuados, Teoria dos grafos, Veículos submarinos autónomos

julho 19, 2007, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António Pedro Rodrigues de Aguiar

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar Convidado

CO-ORIENTADOR

António Manuel dos Santos Pascoal

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado