طراحی یک کنترلگر پیش بین مشارکتی برای آرایش گروهی چهارپره ها

در این پژوهش ساختار سلسله مراتبی توزیع شده دوسطحی به عنوان ساختار کنترلی برای حل مسئله کنترل آرایش گروهی چهارپره ها در نظر گرفته شده است. در سطح پایین کنترل کننده از کنترل پیش بین مدل به منظور دنباله روی از مسیر مرجع تولید شده توسط سطح بالا و پایداری وضعیت چهارپره استفاده شده است. در این سطح از روش مجموعه فعال برای بررسی قیدهای عملی بر روی چهارپره استفاده شده و توابع لاگر به منظور کاهش پارامترهای سیگنال کنترلی و همچنین افزایش سرعت سامانه حلقه بسته، بکار برده شده است. به منظور پایداری حلقه بسته سامانه کنترلی چهارپره، روشی بر پایه تغییر ضرایب وزنی تابع هزینه و استفاده از ضرایب نمایی ارائه می شود. در سطح بالایی چهارپره، هدف طراحی کنترل کننده ای برای تولید مسیر مرجع به منظور عبور از موانع، جلوگیری از برخورد با کارگزاران دیگر و کنترل آرایش می باشد. در این سطح از کنترل کننده مشارکتی پیش بین مدل توزیعی استفاده شده است که طراحی این کنترل کننده مشارکتی بر پایه پیش بینی رفتار هر کارگزار توسط کارگزار دیگر به منظور ایجاد آرایش مطلوب و جلوگیری از برخورد با یکدیگر می باشد. برای بهینه سازی توابع هزینه در این سطح، از روشی مشارکتی بر پایه بهینه سازی ازدحام ذرات بهره گرفته شده است که با انتقال اطلاعات بین کارگزاران در هر تکرار این الگوریتم، در نهایت منجر به پایداری نش در سامانه می شود. همچنین با تعریف تابع هزینه ی پایانه ای پایداری حلقه بسته سامانه تضمین می شود.