Consenso de redes de robots con restricciones no-holonómicas

Abstract

Los robots moviles con restricciones no-holonomicas son dispositivos electromecanicos reprogramablesy reconfigurables capaces de desplazarse e interactuar con un entorno. Estosdispositivos poseen restricciones inherentes a su constitucion las cuales permiten el desplazamientodel robot a cualquier punto, dentro de su posible espacio de trabajo, con la restriccionde que algunos de estos desplazamientos no pueden ser realizados con cualquier velocidad.Pese a esta restriccioon, los robots moviles con restricciones no-holonomicas son algunos delos robots mas estudiados en la actualidad debido a su estructura mecanica y alta capacidadde realizar tareas, que de llevarse a cabo por humanos, comprometeran su integridad fisica.Algunas de las tareas encomendadas a estos sistemas, como las misiones de reconocimiento,deteccion de fuegos forestales y patrullaje, implican la utilizacion de una red de robotsen la cual sus integrantes colaboran activamente desde una formacion deseada. Dicha colaboracion es realizada comunmente mediante la implementacion de un algoritmo de controldistribuido que permite a los agentes de la red llegar a un consenso en cierta parte del estadoy realizar dichas formaciones.El control de formacion es un tema recurrente en el estudio de las redes de robots conrestricciones no-holonomicas. Sin embargo, la mayora de estos trabajos modelan unicamentela cinematica de estos sistemas asumiendo un seguimiento de velocidad ideal e ignorando lasposibles perturbaciones. Esta asuncion no es realista, por lo que la dinamica concerniente aestos sistemas no puede ser ignorada.ii ResumenEn este trabajo se presenta una solucion al problema de formacion en redes de robotsmoviles con restricciones no-holonomicas mediante un controlador que considera tanto elmodelo cinematico como dinamico de estos sistemas. El modelado de los agentes que conformanesta red es realizado mediante las ecuaciones de movimiento de Euler-Lagrange, mientrasque la red es modelada mediante un grafo no dirigido, estatico y conectado. El controladorpropuesto posee un esquema PD (Proporcional-Derivativo) suave variante en el tiempo ypersistentemente excitado que conduce a los agentes que conforman la red a una formaciondeseada con una orientacion dada.