In this paper, we propose an inverse-kinematics controller for a class of multi-robot systems in the scenario of sampled communication. The goal is to make a group of robots perform trajectory tracking in a coordinated way when the sampling time of communications is much larger than the sampling time of low-level controllers, disrupting theoretical convergence guarantees of standard control design in continuous time. Given a desired trajectory in configuration space which is precomputed offline, the proposed controller receives configuration measurements, possibly via wireless, to re-compute velocity references for the robots, which are tracked by a low-level controller. We propose joint design of a sampled proportional feedback plus a novel continuous-time feedforward that linearizes the dynamics around the reference trajectory: this method is amenable to distributed communication implementation where only one broadcast transmission is needed per sample. Also, we provide closed-form expressions for instability and stability regions and convergence rate in terms of proportional gain $k$ and sampling period $T$. We test the proposed control strategy via numerical simulations in the scenario of cooperative aerial manipulation of a cable-suspended load using a realistic simulator (Fly-Crane). Finally, we compare our proposed controller with centralized approaches that adapt the feedback gain online through smart heuristics, and show that it achieves comparable performance.


翻译:在本文中,我们提议在抽样通信的情况下,为一组多机器人系统提供反皮肤控制器。目标是让一组机器人在比低级别控制器的取样时间大得多的情况下,以协调的方式进行轨迹跟踪,从而破坏连续时间标准控制设计理论趋同的保证。鉴于配置空间的预期轨迹,即预先计算离线空间,拟议的控制器接受配置测量,可能通过无线重新计算机器人的高速参考,由低级别控制器跟踪。我们提议联合设计抽样比例反馈,并配以新的连续时间反馈,使参考轨道周围的动态线性化:这种方法便于在每样本只需要一次广播传输的情况下进行传播。此外,我们提供不稳定和稳定区域的封闭式表达方式以及比例收益美元和取样期的趋同率。我们通过数字模拟来测试拟议的控制战略,在对电缆缓冲负荷进行合作空中操纵的假设中,由低级别控制器跟踪。我们提议联合设计一个抽样比例反馈,同时提供新的连续时间反馈,使参考轨迹线线线的动态直线化:这一方法便于传播通信实施,而每次样本只需要一次广播传输。我们提议的智能智能智能智能分析,最后以显示我们所拟获得的智能分析的结果。

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