Dissertação

{pt_PT=Distributed Formation Control of Double-Integrator Vehicles in the Presence of Unknown Constant Disturbances} {} EVALUATED

{pt=Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de algoritmos de controlo distribuído para a estabilização de formações de veículos, sendo estes modelados como duplos integradores. Para tal, considera-se a utilização de protocolos de consensus, que permitem obter a coordenação entre os veículos de forma distribuída. Numa primeira parte, descrevem-se os protocolos introduzidos na literatura para agentes modelados como integradores e duplos integradores. De seguida é proposto um protocolo de consensus para triplos integradores. Com base na análise de estabilidade do sistema, são obtidas condições necessárias e suficientes para a convergência do protocolo. A partir destas condições, são também determinadas novas condições, necessárias e suficientes, para a convergência do protocolo de segunda-ordem proposto na literatura, que, ao contrário das anteriores, não introduzem nenhum conservadorismo, podendo, por isso, substituí-las. Partindo da análise do efeito de perturbações constantes na convergência dos agentes e tendo em vista a aplicação destes protocolos ao controlo de formações de veículos, utiliza-se o protocolo de consensus para triplos integradores para adicionar ação integral ao controlador de formações. Finalmente, é apresentada a implementação de uma montagem experimental num ambiente fechado, que permite testar algoritmos de controlo em veículos multirotores. Esta foi utilizada para testar o controlador desenhado, permitindo a sua validação e a aquisição de resultados experimentais., en=The goal of this dissertation is the development of robust distributed and cooperative control algorithms for formation tracking by teams of vehicles modeled as double integrators, with application to multirotor vehicles. To this end, consensus-based protocols are considered, to achieve coordination between the vehicles in a distributed manner, meaning that only local information is either exchanged or perceived. The research conducted on the topic of consensus-based protocols for agents modeled as single and double integrators is described, and a consensus protocol for agents modeled as triple integrators is proposed and analyzed, providing sufficient and necessary conditions for convergence. Also, a new criterion for convergence of the existing second-order consensus protocol for double integrator modeled agents is provided. The effect of constant disturbances on the ability to achieve consensus is then analyzed. With these results in mind, the third-order consensus protocol is then used to incorporate integral action in the formation tracking controller used for double integrator agents. Finally, an experimental setup was installed in a controlled indoor environment, which allowed for testing, acquisition of experimental data, and validation of the proposed solutions using multirotor vehicles.}
{pt=Consensus, Controlo de Formações, Ação Integral, Multirotores, en=Consensus-Based Protocols, Formation Control, Integral Action, Multirotor Vehicles}

Novembro 29, 2019, 17:0

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Tiago Martins Batista

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Rita Maria Mendes de Almeida Correia da Cunha

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar Convidado