Formation control in the port-Hamiltonian framework

We willen allemaal droge voeten houden, maar over de samenstelling van de ruim 17.000km aan dijken in Nederland is weinig bekend. De afgelopen jaren is er daarom veel onderzoek geweest naar nieuwe methodes en technieken om de samenstelling en faalmechanismes van dijken beter in kaart te brengen. Dit proefschrift richt zich op het gebruik van een (groot) aantal robots die als team de samenstelling van dijken in kaart brengt. Dit onderzoek is onderdeel van het Autonomous Sensor SYStems (ASSYS) programma van technologiestichting STW en is uitgevoerd in samenwerking met de universiteit Twente. De universiteit Twente richt zich op het robotontwerp, terwijl dit proefschrift met nieuwe algoritmes komt om de robots samen te laten werken. Deze algoritmes zorgen ervoor dat de robots in het team op de juiste afstand van elkaar komen te staan, oftewel dat de robots een formatie vormen. Formaties zijn belangrijk voor dijkinspectie om hoogwaardige, driedimensionale plaatjes van de dijk te verkrijgen. De algoritmes zijn gebaseerd op het idee om virtuele veren en dempers tussen de robots te plaatsen: wanneer robots te dicht bij elkaar staan, drukken veren ze uit elkaar; wanneer robots te ver uit elkaar staan, trekken veren ze naar elkaar toe. Het gebruik van op energie gebaseerde modellen in combinatie met de fysieke interpretatie van de veren en dempers, maakt dat de technisch-wiskundige algoritmes eenvoudig te begrijpen, robuust en energie-efficiënt zijn. Naast de toepassing van dijkinspectie zijn vergelijkbare algoritmes ontwikkeld voor het verspreiden van groepen satellieten in banen om de aarde (bijv. GPS satellieten)