Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D.Sc.)

Controle de Formação de Robôs Não-Holonômicos com Restrição de Curvatura Utilizando Função Potencial

Josiel Alves Gouvêa

Setembro/2011

Orientador:

Fernando Cesar Lizarralde

Programa:

Engenharia Elétrica

      Esta tese aborda o problema de controle de formação de robôs móveis não-holonômicos. Os esquemas de controle são baseados em função potencial artificial saturada e deslocada que permite o projeto de controle de formação descentralizado, incluindo mecanismo para evitar colisões entre os agentes. Inicialmente, é abordado o caso do controle de formação cinemático, onde são propostas leis de controle de formação de robôs uniciclos e robôs com restrição de curvatura da trajetória. Posteriormente, o resultado obtido para o caso cinemático é estendido para o controle de formação de robôs móveis não-holonômicos com dinâmica desconhecida. Para isto, para cada agente, uma estratégia de controle em cascata combina um controlador adaptativo de movimento que leva em conta a dinâmica não-linear incerta do agente e um controle cinemático, levando a um sistema adaptativo globalmente estável. Todas as estratégias de controle propostas não dependem da informação de velocidade dos vizinhos, mas somente das posições destes.
      Através de uma análise de estabilidade baseada na teoria de Lyapunov que, sob a condição de um grafo de comunicação sempre conectado, mostram que as estratégias de controle propostas garantem que a formação alcança uma configuração que minimiza a função potencial.
      São apresentados resultados de simulação, que ilustram os resultados de estabilidade demonstrados pela análise de Lyapunov.