面向 Industry 5.0 的无线人机协作

无线人机协作 (WHMC) 代表了 Industry 5.0 的关键性进步，使人类与机器能够在跨地理分布的系统之间实现无缝交互。随着WHMC系统日益重要，以实现复杂的协作控制任务，确保其稳定性对于实际部署和长期运行至关重要。稳定性分析 certifies 闭环系统在模型随机性下的行为，这对于 operating with wireless communications 的系统至关重要。然而，WHMC系统的根本稳定性分析仍是一个未被探索的挑战，由于无线通信的随机性、动态人类操作以及控制系统动态性质之间的复杂相互作用。本文建立了一个包含机器和人类控制双无线环路的基本WHMC模型。我们的框架考虑到实际因素，如短数据包传输、衰落信道以及先进的 HARQ scheme。我们将人类控制滞后建模为马尔可夫过程，这对于捕捉人类交互的随机性至关重要。基于该模型，我们提出一种基于随机循环成本的方法，用于推导出WHMC系统的稳定条件，其表达式涉及无线信道统计数据、人类动态以及控制参数。我们的发现通过大规模数值仿真和一个 proof-of-concept 实验得到验证，其中我们开发并测试了一个新型无线协作式 cart-pole 控制系统。结果确认了我们方法的有效性，并为未来在更复杂环境中进行WHMC系统研究提供了稳健框架。