Controle preditivo não linear baseado em modelo aplicado a formações de robôs móveis terrestres com seleção dinâmica de líder

This research presents a distributed control architecture for robot formation control, using a modified version of the Non-linear Model Predictive Control algorithm with a generic cost function, which allows for the combination of the behavior layer into the controller while keeping or improving upon the precision algorithm. A dynamic leader-selection structure iso also prpoposed. The theoretical concepts which served as a basis for the text and the reference works which constitute the state of the art are briefly presented. The proposed Non-linear Model Predictive Control modifications, which employs a virtual leader to improve closed loop performance, and the tree based selection structure, used as a state machine, are explained. The results obtained fora a three robot formation dealing with the trajectory tracking problem are shown, for both simulated and experimental environments.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta pesquisa apresenta uma arquitetura de controle distribuído para controle de formações de robôs, aplicando uma versão modificada do algoritmo de controle do Non-linear Model Predictive Control com uma função custo genérica, que permite a incorporação da camada comportamental ao controlador, mantendo ou melhorando aprecisão do algoritmo. Também propõe uma estrutura que permite um processo de seleção de líder dinâmico para a formação de robôs. São apresentados de maneira breve os conceitos teóricos que fundamentam o texto e o estado da arte, contendo as referências que foram utilizadas como base para o trabalho. As modificações do Non-linear Model Predictive Control, queem prega um líder virtual para melhorar o comportamento do sistema em malha fechada, e a estrutura baseada em árvore proposta, que opera como uma máquina de estados, são elaboradas. São apresentados os resultados obtidos com esse algoritmo na resolução do problema de rastreio de trajetória para uma formação de três robôs terrestres utilizando uma estrutura líder-seguidor, tanto em ambiente simulado como experimental