Scriptiebank overzicht

De industrie vereist elke dag complexere processen en logistiek, wat heeft geleid tot de opkomst van multi-agent systemen. Hierbij werken meerdere robots, voertuigen of machines in dezelfde omgeving. Dit stimuleert de behoefte aan multi-agent bewegingsplanners die de bewegingen van deze agents op een efficiënte en veilige manier coördineren en plannen.

Daarom presenteert deze scriptie een nieuwe, op model predictieve controle (MPC) gebaseerde bewegingsplanner voor holonomische multi-agent systemen, door een gedecentraliseerde formulering van de alternating direction method of multipliers (ADMM) te combineren met een gecentraliseerde formulering van control barrier functions (CBF's). De methode is ontwikkeld met het oog op, maar niet beperkt tot, industriële magnetische levitatieplatforms zoals het Beckhoff XPlanar-systeem.

De klassieke gecentraliseerde MPC-benadering blijkt te schalen met ∼ O(N^2,96), waardoor de methode onuitvoerbaar wordt bij een toenemend aantal agents. Hoewel gedecentraliseerde ADMM de tijdcomplexiteit aanzienlijk vermindert, kan deze de veiligheid niet garanderen, d.w.z. er bestaat een risico op botsingen. Daarom wordt de methode aangevuld met een extra optimalisatieprobleem waarin CBF's zijn opgenomen. Het resultaat is een veilige methode die schaalt met ∼ O(N^1,82). Deze veiligheidsgarantie stelt ons in staat om het aantal ADMM-iteraties vast te leggen, waarbij een afweging wordt gemaakt tussen prestaties en rekenkracht.

Om de realtimeprestaties verder te verbeteren, biedt dit werk een C++-implementatie van de hybride methode, die gebruikmaakt van de gedecentraliseerde ADMM-structuur door de code te parallelliseren. Dit vermindert de rekentijd voor 5 en 10 agents met respectievelijk 90,1% en 60,5%. De hybride methode wordt vervolgens kwalitatief en kwantitatief vergeleken met de gecentraliseerde MPC-methode. Ten slotte wordt een proof of concept gepresenteerd door de algoritmen te implementeren en te testen op het XPlanar-systeem.

700 doden, een half miljoen daklozen, meer dan 25 miljard euro schade, ... Dat is de harde realiteit na meer dan 100 zware overstromingen in Europa tussen 1998 en 2004. Bovendien is het aantal overstromingen wereldwijd de laatste decennia significant toegenomen ondanks de huidige technologische mogelijkheden.