فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

این مقاله رویکرد آموزش توزیع‌شده‌ای را برای سیستمی با چند پرنده بدون سرنشین غیرخطی و ناهمگن، جهت حل مسئله کنترل آرایش گروهی ایمن و بهینه ارائه می‌نماید. هدف کنترل، تضمین ایمنی در حین دستیابی به عملکرد مطلوب است. برای این منظور دو کنترل‌کننده موقعیت و زاویه به‌صورت سری در نظر گرفته‌شده است. ابتدا، طراحی کنترل آرایش گروهی بهینه به‌عنوان عملکرد بهینه در کنترل موقعیت تعریف‌شده و توسط تابع هزینه مدل‌سازی می‌شود. در این مقاله، از طریق ادغام توابع هزینه با توابع کنترل مانع (Control Barrier Function (CBF)) محلی، مسائل بهینه‌سازی توزیع‌شده جدیدی معرفی می‌گردد. وجود CBF محلی در تابع هزینه افزوده موجب تضمین ایمنی در کنترل موقعیت شده و درنتیجه برخوردی در طول مسیر پرنده‌ها رخ نمی‌دهد. در روش ارائه‌شده، کنترل‌کننده‌های ایمن و بهینه موقعیت از حل مسائل بهینه‌سازی نامقید به‌جای مسائل بهینه‌سازی مقید به دست می‌آیند. در مرحله بعد، از کنترل موقعیت مجازی حاصل، زوایای مرجع به دست می‌آید. ردیابی بهینه این زوایا به‌عنوان عملکرد مطلوب در کنترل زاویه در نظر گرفته‌شده و با تابع هزینه مرتبط مدل‌سازی می‌شود. درنهایت، پایداری و ایمنی کنترل‌کننده‌های پیشنهادی اثبات می‌شود. این سیاست‌های بهینه و ایمن با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری تقویتی چندعاملی                                    (Multi-agent Reinforcement Learning (MARL)) خارج از روال مرسوم، طراحی‌شده و به دانشی از دینامیک پرنده‌ها نیاز ندارد. الگوریتم‌های پیشنهادی از طریق شبیه‌سازی مسئله کنترل آرایش گروهی 6 پرنده با قید عدم برخورد ارزیابی می‌شوند.