Implementation of coordinated control of UAVs for load transport

U okviru ovoga diplomskog rada analiziraju se svojstva upravljanja formacijom pokretnih objekata korištenjem Gaussove funkcije potencijala . Bitno svojstvo korištenog pristupa su elementarne funkcije potencijala ovisne o parametru $\sigma$ koji je različit za svaki agent. Posljedica tog svojstva je jednak oblik privlačnih i odbojnih sila između agenata i meta, te između samih agenata. Takvo svojstvo na kraju daje željenu formaciju kao singularnu točku neovisnu o parametrima. Za razliku od centraliziranog modela upravljanja u kojem su agenti identični, u decentraliziranom sustavu upravljanja agenti nisu identični, pa struktura potencijala formacije nije invarijantna s obzirom na zamjene konfiguracija pojedinih agenata. Nadalje je pokazano da se položaj neželjenih stabilnih ravnotežnih stanja može mijenjati oblikom elementarne funkcije potencijala, odnosno načinom na koji agenti i mete međusobno djeluju. Da bi se potrebne vrijednosti kontrolnog parametra tokom rada sustava ispravno odredile, uveden je adaptivni algoritam koji, ovisno o zaposjednutom ravnotežnom stanju, skokovito mijenja vrijednost kontrolnog parametra za pojedine agente. Simulacija, izvedene u simulatoru razvijenom u Matlab programskom okruženju u laboratoriju LARICS, pokazuje ispravnost predloženog pristupa upravljanja formacija pokretnih objekata. This Master thesis uses the Gaussian potential function to analyse control characteristics of a formation of mobile objects. The analysis uses elementary potential functions dependent on a control parameter that is different for each agent. The consequence is that the attractive and repulsive forces among agents and targets, as well as among agents themselves, have the same characteristics. This approach results in a desired formation expressed as a singular point independent of these parameters. As opposed to a centralized control model for which the agents are identical, in a decentralized control system, the agents are not identical resulting in a dependence of the formation's potential structure on the swapping of agents' configurations. It is further shown that the position of the undesired stable equilibrium states can be changed by the characteristics of the elementary potential functions, i.e. by a mutual interaction of the agents and targets. An adaptive algorithm is introduced in order to determine the required values of the control parameters during the operation of the system. It step-wise changes the control parameters depending on the acquired equilibrium state. The simulation, implemented as a GUI in Matlab in the LARICS lab, confirmed the correctness of the proposed control of a formation of mobile objects.