شماره ركورد
33732
پديد آورنده
وحيد رضايي
عنوان
طراحي استراتژي اجماعي عاملهاي خطي با توپولوژي ارتباطي متغير به روش كنترل هايبريد
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1397
تاريخ دفاع
1403/07/09
استاد راهنما
اسماعيل خان ميرزا
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
در طول چند دههي گذشته، تحقيقات در زمينهي كنترل مشاركتي سيستمهاي چندعامله توجه محققان زيادي را به خود جلب كرده است. منيپولاتورهاي رباتيكي، ريزشبكههاي دي سي، وسايل نقليهي بدون سرنشين، شبكهي سنسورها و حمل و نقل اشياء، تنها مثالهاي كوچكي از يك طيف گسترده از كاربردها است كه الگوريتمهاي كنترل مشاركتي توزيعشده در آنها به كار گرفته شدهاند. هدف اصلي همهي اين الگوريتمهاي توزيعشده، طراحي كنترلكنندههاي توزيعشدهي محلي براي هركدام از عاملها به منظور رسيدن به يك هدف نهايي است به نحويكه، عاملها تنها اجازه تبادل اطلاعات با همسايگانشان را داشته باشند. بسته به آنكه هدف نهايي چه چيزي باشد، الگوريتمهاي توزيعشدهي مختلفي نظير آرايش ، اجماع ، ميعادگاه و گروه براي سيستمهاي تحت شبكه ايجاد شده است. از بين اين الگوريتمها، الگوريتمي كه در ادبيات موضوع سيستمهاي توزيعشده به آن يك توجه ويژه اختصاص داده شده، الگوريتم مرتبط با به اجماعرساندن عاملها در يك سيستم چندعامله است. اجماع در سيستمهاي چندعامله به رويدادي اشاره دارد كه عاملها با به اشتراكگذاري اطلاعات با همسايگانشان، سرانجام بر روي يك مقدار مشترك به توافق ميرسند.
در اين رساله، يك پروتكل جديد براي كنترلِ اجماعيِ عاملهاي خطيِ مرتبهدوم پيشنهاد شده است به طوريكه از معيارِ جديد مينيمم-ماكزيمم در به اجماعرساندنِ عاملها استفاده ميشود. در واقع پروتكلِ ارائهشده در هر مرحله از اجرايِ خود، با استفاده از پيداكردنِ مينيمم و ماكزيممِ حالتهاي قابل قبولي كه تضمين ميكند به هدفِ اجماع دستيابيم، يك نقطهي تنظيم كنترلي براي هر عامل توليد ميكند. سپس با اعمال وروديهاي كنترلي، هر عامل از شبكه به سمت نقطهي تنظيم كنترلي تعريفشده براي آن در هر مرحله از اجراي پروتكل فوق رانده ميشود. به منظور افزايش سرعت همگرايي، پروتكل پيشنهادي مودهاي كاري مختلفي تحت نامهاي Tracker، Following و Cross براي عاملهاي شبكه در نظر ميگيرد بطوريكه هر عامل ميتواند در يكي از اين سه مودِ كاري قرار بگيرد. برخلاف اكثر كارهاي موجود كه وزنهاي لينكهاي گراف ارتباطي بايد داراي يك كران پايين مثبت باشند تا همگرايي به صورت مجانبي تحقق يابد در اين كار، گراف ارتباطي سوئيچينگ، متصل با وزنهاي نامشخص فرض ميشود. در واقع پروتكل پيشنهادي تحت شرايط كليتري ميتواند عاملها را به اجماع برساند. به منظور نشاندادن كارايي پروتكل پيشنهادي، شبيهسازيهاي عددي آوردهشده و با پروتكلهاي اجماعيِ مرسوم مقايسه ميشوند. شبيهسازيهاي عددي نشان ميدهند كه پروتكل پيشنهادي، از سرعتِ همگرايي قابل توجهي در مقايسه با كارهاي مرسوم برخوردار است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/12
عنوان به انگليسي
Consensus Strategy Design of Linear Agents With Variable Communication Topology by Hybrid Control Method
تاريخ بهره برداري
9/30/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
وحيد رضايي
چكيده به لاتين
During the past few decades, research in the field of cooperative control of multi-agent systems has attracted the attention of many researchers. Robotic manipulators, DC microgrids, unmanned vehicles, sensor networks, and object transportation are just a few examples of a wide range of applications in which distributed cooperative control algorithms have been applied. The main goal of all these distributed algorithms is to design local distributed controllers for each of the agents in order to reach a final goal so that the agents are only allowed to exchange information with their neighbors. Depending on what the end goal is, various distributed algorithms such as formation, consensus, rendezvous, and flocking have been developed for networked systems. Among these algorithms, the algorithm that has been given special attention in the literature of distributed systems is the algorithm related to the consensus of agents in a multi-agent system. Consensus in multi-agent systems refers to the event that agents, by sharing information with their neighbors, finally agree on a common value.
In this thesis, a new protocol for the consensus control of second-order linear agents is proposed so that the new minimum-maximum criterion is used to bring the agents to a consensus. In fact, the proposed protocol produces a control set point for each agent at each stage of its execution, by finding the minimum and maximum acceptable states that guarantee to achieve the goal of consensus. Then, by applying the control inputs, each agent of the network is driven to the control set point defined for it in each stage of the above protocol execution. In order to increase the speed of convergence, the proposed protocol considers different working modes called Tracker, Following and Cross for network agents so that each agent can be in one of these three working modes. Unlike most of the existing works where the link weights of the communication graph must have a positive lower bound so that the convergence is realized asymptotically, in this work, the switching communication graph is assumed to be connected with undetermined weights. In fact, the proposed protocol can bring the agents to a consensus under more general conditions. In order to demonstrate the efficiency of the proposed protocol, numerical simulations are presented and compared with conventional consensus protocols. Numerical simulations show that the proposed protocol has a significant convergence speed compared to conventional works.
كليدواژه هاي فارسي
كنترل مشاركتي , اجماع , چندعامله , توپولوژي سوئيچينگ , سرعت همگرايي
كليدواژه هاي لاتين
Cooperative control , Consensus , Multi-agent , Switching topology , Convergence speed
Author
Vahid Rezaei
SuperVisor
Esmaeel Khanmirza