طراحي كنترل كننده ها ي تطبيقي توزيع شده براي توافق در سامانه چندعاملي شامل بازوهاي ربات با قيد اشباع محرك

Distributed Adaptive Robust Controller Design for Consensus in Multi-Agent System Including Robot Arms with Actuator Saturation Constraint

در اين مقاله به طراحي كنترل كننده هاي توزيع شده به منظور حل مساله توافق رهبر محور براي يك سامانه چندعاملي متشكل از چند بازوي ربات تك لينك پرداخته شده است. در اين نگرش هر كدام از بازوها به عنوان يك عامل در نظر گرفته مي شوند. مدل ديناميكي هر بازو شامل ترم هاي غيرخطي معلوم و نامعلوم است. ترم هاي نامعلوم به دليل عدم قطعيت پارامترها يا ساده سازي مدل ايجاد مي شود. همچنين اغتشاشات خارجي نيز در معادلات ديناميكي هر عامل در نظر گرفته شده است. علاوه بر اين دامنه سيگنال ورودي براي هر عامل بايد محدود باشد كه اين امر ناشي از قيد حد بالاي تابع اشباع محرك مربوطه است. در اين مقاله براي از بين بردن اثر نايقيني هاي سيستم، از رويكرد مقاوم تطبيقي در طراحي قوانين كنترلي استفاده شده است. براي اين منظور، حد بالاي نايقيني هاي سيستم از طريق قوانين تطبيقي به دست مي آيند. اين رويكرد محافظه كاري را به شدت كاهش مي دهد. همچنين قوانين كنترلي توزيع شده به نحوي طراحي مي شود كه تمام بازوها، علي رغم نايقيني هاي موجود و اشباع محرك به توافق دست يابند. اساس رويكرد مطرح شده در اين مقاله بر مبناي تئوري مد لغزشي تطبيقي است. براي اين منظور سطوح لغزش مناسب پيشنهادشده و كنترل كننده هاي مد لغزشي تطبيقي توزيع شده طراحي شده اند. در انتها شبيه سازي هايي به منظور تاييد نتايج تئوري ها ارايه شده است.

In this paper, distributed adaptive robust controller is investigated to solve the leader-follower consensus problem for a multi-agent system consisting of several single-link robot arms. In this approach, each arm is considered as an agent. The dynamical model of each arm contains known and unknown non-linear terms. Unknown terms may be due to parameter uncertainty or simplification of the model. Furthermore, external disturbances are considered in the dynamical equations of each agent. Moreover, the input signal amplitude for each agent should be limited, which is due to the upper bound of the saturation function of the input. In this paper, in order to eliminate the effect of uncertain terms, the adaptive robust approach is used in the design of control laws. In this regard, the upper bounds of uncertain terms are obtained through adaptive laws, which dramatically reduce conservatism. Furthermore, the distributed control laws are designed in such a way that all the agents reach consensus in spite of the uncertain terms and input saturation constraint. The basis of the approach proposed in this paper is based on adaptive sliding mode techniques. For this purpose, suitable sliding surfaces are proposed and distributed adaptive sliding mode controllers are designed. Finally, simulations are presented to confirm the results of theories.