Control de vehículos autónomos en tareas coordinadas

Abstract

RESUMEN: En esta tesis se aborda el problema de consenso de un sistema multi-agente heterogéneo. En particular, se realizan distintas técnicas de control aplicadas a vehículos terrestres con dos ruedas y quadrotores. Los controladores aplicados al vehículo terrestre y uno implementado en el quadrotor fueron tomados de la literatura. Adicionalmente se propone un nuevo control no lineal con compensación del modelo para el quadrotor el cual es validado tanto teórica como experimentalmente. Por otra parte, se detalla una estrategia de control de consenso que garantiza el cumplimiento del mismo siempre que los controladores aplicados a cada agente del sistema aseguren estabilidad asintótica en la tarea de regulación. De manera experimental se analiza y compara el desempeño del esquema de consenso usando controladores óptimos lineales y algoritmos de control no lineales para cada uno de los vehículos del sistema de prueba. De esta comparación, los resultados muestran un mejor desempeño por parte del sistema multi-agente usando los controladores no lineales. ABSTRACT: The problem of consensus of a heterogeneous multi-agent system is addressed in this thesis. In particular, different control techniques applied to ground two wheels vehicles and quadrotors are analyzed. The controllers applied to the ground vehicle and one implemented in the quadrotor were taken from the literature. Additionally, for the quadrator, a non-linear control with dynamic model compensation is proposed. This scheme is validate both theoretically and experimentally. On the other hand, a consensus control strategy is discussed. This methodology guarantees the consensus task when the controllers applied to each agent of the system ensure asymptotic stability for the regulation task. Experimentally, the performance of the consensus scheme is analyzed and compared using optimal linear controllers and non-linear control algorithms for each of the vehicles in the test system. From this comparison, the results show a better performance by the multi-agent system using the non-linear controllers.