Ổn định và điều khiển đa nhiệm hệ thống robot bầy đàn

Mục đích nghiên cứu của luận án là nghiên cứu sự ổn định và điều khiển robot bầy đàn trên cơ sở sử dụng logic mờ. Việc áp dụng logic mờ để tính toán lực tƣơng tác giữa các cá thể robot trong bầy phải đảm bảo đƣợc: các robot phải hút lại gần nhau khi chúng ở khoảng cách xa và đẩy nhau ra xa khi chúng ởkhoảng cách gần, mục đích của việc điều khiển ở đây là giữ cho khoảng cách giữa các cặp robot trong bầy luôn ổn định ở giá trị an toàn (không bị va chạm và không làm phân tách nhóm). Trong luận án tác giả đi sâu vào thiết kế bộ mờ tính toán lực hút/đẩy giữa các cá thể robot và phân tích sự ổn định của bầy đàn khi ứng dụng bộ hút/đẩy mờ.

Nội dung tiếp theo trong luận án, tác giả đề xuất giải pháp điều khiển robot bầy đàn tránh vật cản và tìm kiếm mục tiêu dựa trên kỹ thuật điều khiển hành vi không gian Null kết hợp với logic mờ

NỘI DUNG:

CHƢƠNG I

TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH ROBOT BẦY ĐÀN .......................................... 5

1.1 Khái niệm robot bầy đàn ......................................................................... 5

1.2 Các nghiên cứu tổng quan về robot bầy đàn ........................................... 7

1.3 Các mô hình toán học của robot bầy đàn .............................................. 16

1.3.1 Mô hình động học chất điểm ........................................................... 16

1.3.2 Mô hình động lực học ...................................................................... 19

1.4 Tổng quan về ổn định robot bầy đàn .................................................... 20

1.4.1 Khái niệm ổn định robot bầy đàn .................................................... 20

1.4.2 Các dạng hàm hút/đẩy ...................................................................... 21

1.5 Các vấn đề còn tồn tại và đề xuất giải pháp mục tiêu của luận án ....... 25

1.6 Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu mới .......................................... 25

Kết luận chƣơng 1 ....................................................................................... 26

CHƢƠNG II

PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ROBOT BẦY ĐÀN SỬ DỤNG HÀM HÚT/ĐẨY

MỜ.................................................................................................................... 27

2.1 Cơ sở logic mờ ...................................................................................... 27

iv

2.2. Xây dựng hàm hút/đẩy mờ cho bài toán tụ bầy ................................... 29

2.3. Ổn định robot bầy đàn sử dụng hàm hút/đẩy mờ ............................... 35

2.3.1 Ổn định robot bầy đàn với mô hình toán học cơ bản ...................... 35

2.3.2 Ổn định bầy đàn với mô hình toán học có hệ số tƣơng tác ............. 39

Kết luận chƣơng 2 ....................................................................................... 44

CHƢƠNG III

ĐIỀU KHIỂN ROBOT BẦY ĐÀN DỰA TRÊN NGUYÊN LÝ ĐIỀU

KHIỂN HÀNH VI KHÔNG GIAN NULL VÀ LOGIC MỜ………………45

3.1 Đặt vấn đề ............................................................................................. 45

3.2 Khái niệm không gian Null ................................................................... 48

3.3 Điều khiển hành vi robot bầy đàn dựa trên không gian Null ................ 50

3.4 Thuật toán điều khiển hành vi robot bầy đàn dựa trên nguyên lý NSB và

logic mờ....................................................................................................... 54

3.5. Phân tích sự ổn định của robot bầy đàn theo kỹ thuật NSB và logic

mờ.. .............................................................................................................. 57

Kết luận chƣơng 3: ...................................................................................... 62

CHƢƠNG IV

KIỂM NGHIỆM CÁC THUẬT TOÁN BẰNG MÔ PHỎNG VÀ TRÊN HỆ

THỐNG THỰC ................................................................................................ 63

4.1 Kiểm nghiệm thuật toán bằng mô phỏng .............................................. 63

4.1.1 Xây dựng hàm hút/đẩy mờ .............................................................. 63

4.1.2 Mô phỏng quá trình hội tụ của robot bầy đàn với mô hình toán học

cơ bản ........................................................................................................ 65

4.1.3 Mô phỏng quá trình hội tụ của robot bầy đàn với mô hình toán học

có hệ số tƣơng tác ..................................................................................... 70

v

4.1.4 Mô phỏng quá trình tránh vật cản, tìm kiếm mục tiêu của robot bầy

đàn dựa trên nguyên lý NSB và logic mờ ................................................. 73

4.2 Kiểm nghiệm trên robot thực ................................................................ 81

4.2.1 Robot e – puck ................................................................................. 81

4.2.2 Bài toán tụ bầy ................................................................................. 84

Kết luận chƣơng 4: ...................................................................................... 90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................... 92

Kết luận ....................................................................................................... 92

Kiến nghị ..................................................................................................... 92

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN

ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................... 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 95

PHỤ LỤC ..

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: