Passivity-Based Control and Estimation in Networked Robotics

این کتاب با برجسته کردن کنترل سیستم‌های روباتیک شبکه‌ای، رویکردی یکپارچه مبتنی بر انفعال را برای یک موضوع بین رشته‌ای در حال ظهور ترکیب می‌کند. به لطف این رویکرد یکپارچه، خوانندگان می توانند تنها با مطالعه پایه های زمینه مرتبط با انفعال، به حوزه های مختلف تحقیقاتی پیشرفته دسترسی پیدا کنند. علاوه بر نتایج نظری و تکنیک‌ها، نویسندگان مطالعات موردی تجربی را بر روی بسترهای آزمایشی سیستم‌های رباتیک از جمله دستگاه‌های لمسی شبکه‌ای، سیستم‌های رباتیک بصری، سیستم‌های شبکه روباتیک و سیستم‌های شبکه حسگر بصری ارائه می‌کنند.

متن با یک متن آغاز می‌شود. مقدمه ای بر انفعال و کنترل مبتنی بر انفعال همراه با سایر مبانی مورد نیاز در این کتاب. متن اصلی کتاب از سه بخش تشکیل شده است. اولی به بررسی چگونگی استفاده از انفعال برای عملیات از راه دور دوجانبه می پردازد و استحکام ذاتی کنترل کننده مبتنی بر انفعال را در برابر تاخیرهای ارتباطی نشان می دهد. بخش دوم بر سودمندی انفعال برای کنترل و تخمین بازخورد بصری تأکید دارد. حتی زمانی که سایر اجزای غیرفعال به هم مرتبط هستند، همگرایی به شدت ثابت می شود. رویکرد انفعالی نیز از روش‌شناسی دیگر متمایز است. بخش سوم روش یکپارچه کنترل-طراحی مبتنی بر انفعال را برای سیستم‌های چند عاملی ارائه می‌کند. نشان داده شده است که این طرح برای حل مشکلات مختلف هماهنگی حرکت، از جمله همگام سازی نگرش/موضع سه بعدی، کنترل انبوه و تخمین حرکت مشارکتی، فوراً قابل اعمال است یا به راحتی قابل گسترش است.

محققان و متخصصان دانشگاهی که در سیستم‌ها کار می‌کنند. و کنترل و/یا رباتیک از پتانسیل رویکرد ظریف و جدید برای کنترل ربات های شبکه ای که در اینجا ارائه شده است، قدردانی خواهند کرد. پیشینه محدود مورد نیاز و کار مطالعه موردی شرح داده شده نیز متن را برای دانش‌آموزان مناسب و امید می‌رود که الهام‌بخش باشد.

Highlighting the control of networked robotic systems, this book synthesizes a unified passivity-based approach to an emerging cross-disciplinary subject. Thanks to this unified approach, readers can access various state-of-the-art research fields by studying only the background foundations associated with passivity. In addition to the theoretical results and techniques, the authors provide experimental case studies on testbeds of robotic systems including networked haptic devices, visual robotic systems, robotic network systems and visual sensor network systems.

The text begins with an introduction to passivity and passivity-based control together with the other foundations needed in this book. The main body of the book consists of three parts. The first examines how passivity can be utilized for bilateral teleoperation and demonstrates the inherent robustness of the passivity-based controller against communication delays. The second part emphasizes passivity’s usefulness for visual feedback control and estimation. Convergence is rigorously proved even when other passive components are interconnected. The passivity approach is also differentiated from other methodologies. The third part presents the unified passivity-based control-design methodology for multi-agent systems. This scheme is shown to be either immediately applicable or easily extendable to the solution of various motion coordination problems including 3-D attitude/pose synchronization, flocking control and cooperative motion estimation.

Academic researchers and practitioners working in systems and control and/or robotics will appreciate the potential of the elegant and novel approach to the control of networked robots presented here. The limited background required and the case-study work described also make the text appropriate for and, it is hoped, inspiring to students.