کنترل آرایش گروهی بهینه پرندههای بدون سرنشین با قید عدم برخورد و دینامیک ناشناخته | ||
| مکانیک هوافضا | ||
| مقاله 5، دوره 19، شماره 1 - شماره پیاپی 71، بهار 1402، صفحه 61-79 اصل مقاله (2.11 M) | ||
| نوع مقاله: گرایش دینامیک، ارتعاشات و کنترل | ||
| نویسندگان | ||
| فاطمه مهدوی گلمیشه1؛ سعید شمقدری* 2 | ||
| 1دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران | ||
| 2نویسنده مسئول: دانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| این مقاله رویکرد آموزش توزیعشدهای را برای سیستمی با چند پرنده بدون سرنشین غیرخطی و ناهمگن، جهت حل مسئله کنترل آرایش گروهی ایمن و بهینه ارائه مینماید. هدف کنترل، تضمین ایمنی در حین دستیابی به عملکرد مطلوب است. برای این منظور دو کنترلکننده موقعیت و زاویه بهصورت سری در نظر گرفتهشده است. ابتدا، طراحی کنترل آرایش گروهی بهینه بهعنوان عملکرد بهینه در کنترل موقعیت تعریفشده و توسط تابع هزینه مدلسازی میشود. در این مقاله، از طریق ادغام توابع هزینه با توابع کنترل مانع (Control Barrier Function (CBF)) محلی، مسائل بهینهسازی توزیعشده جدیدی معرفی میگردد. وجود CBF محلی در تابع هزینه افزوده موجب تضمین ایمنی در کنترل موقعیت شده و درنتیجه برخوردی در طول مسیر پرندهها رخ نمیدهد. در روش ارائهشده، کنترلکنندههای ایمن و بهینه موقعیت از حل مسائل بهینهسازی نامقید بهجای مسائل بهینهسازی مقید به دست میآیند. در مرحله بعد، از کنترل موقعیت مجازی حاصل، زوایای مرجع به دست میآید. ردیابی بهینه این زوایا بهعنوان عملکرد مطلوب در کنترل زاویه در نظر گرفتهشده و با تابع هزینه مرتبط مدلسازی میشود. درنهایت، پایداری و ایمنی کنترلکنندههای پیشنهادی اثبات میشود. این سیاستهای بهینه و ایمن با استفاده از الگوریتمهای یادگیری تقویتی چندعاملی (Multi-agent Reinforcement Learning (MARL)) خارج از روال مرسوم، طراحیشده و به دانشی از دینامیک پرندهها نیاز ندارد. الگوریتمهای پیشنهادی از طریق شبیهسازی مسئله کنترل آرایش گروهی 6 پرنده با قید عدم برخورد ارزیابی میشوند. | ||
تازه های تحقیق | ||
| ||
| کلیدواژهها | ||
| پرنده بدون سرنشین؛ سیستم چندعاملی؛ کنترل آرایش گروهی؛ یادگیری تقویتی ایمن؛ یادگیری تقویتی مستقل از مدل | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 388 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 527 |
||