کنترل ردیابی رهبر-پیرو رخداد-تحریک سیستم‌های چندعاملی با دینامیک تک انتگرال‌گیر چندمتغیره

نویسندگان

دانشگاه شیراز - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

چکیده

در این مقاله، مخابرات میان عوامل پیرو در کنترل ردیابی رهبر-پیرو سیستم‌های چندعاملی با دینامیک تک انتگرال‌گیر چندمتغیره کاهش یافته است. یک طرح کنترلی کاملاً توزیعی پیشنهاد شده است که در آن یک متغیر تصمیم‌گیری محلی و غیرترکیبی به‌صورت پیوسته رصد می‌شود. اگر نرم خطای اندازه‌گیری متغیر تصمیم‌گیری از یک حد آستانه‌ای وابسته به زمان تجاوز کند، یک رخداد اتفاق افتاده و متغیر تصمیم‌گیری، نمونه‌گیری‌شده، در یک واحد ذخیره داده، ذخیره شده و به یک شبکه مخابراتی همسایه به همسایه با پهنای باند کم فرستاده می‌شود. همچنین، آخرین داده‌های نمونه‌گیری‌شده همسایه‌ها، دریافت‌شده از شبکه مخابراتی، در واحد ذخیره داده، ذخیره شده‌اند. یک قانون کنترلی که از آخرین داده‌های ذخیره‌شده محاسبه می‌شود، به دینامیک عوامل پیرو اعمال می‌شود. نشان خواهیم داد که تحت این قانون کنترلی و با استفاده از مکانیزم رخداد-تحریک پیشنهادی، خطای ردیابی عوامل پیرو، کران‌دار باقی می‌ماند و سیستم حلقه‌بسته حاصل، از خود رفتار زنو نشان نمی‌دهد. برای تأیید کارآیی طرح کنترلی پیشنهادی، شبیه‌سازی عددی اضافه شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Event-Triggered Leader-Following Tracking Control of Multi-Agent Systems with Multivariable Single Integrator Dynamics

نویسندگان [English]

  • B. Abdolmaleki
  • A. R. Seifi
  • M. M. Arefi
School of Electrical and Computer Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

In this paper, the communications between follower agents in the leader-following tracking control of Multi-agent systems with multivariable single integrator dynamics, are reduced. A fully distributed control scheme is proposed in which a local non-combinational decision variable (DV) is continuously observed. If the norm of the DV’s measurement error violates a time-dependent threshold, an event is occurred and the DV is sampled, stored in a data store unit (DSU) and sent to a neighbor-to-neighbor low bandwidth communication network (CN). Also, the last sampled neighbors’ data received from the CN, are stored in the DSU. A control law computed from the last stored data, is fed to the agents’ dynamics. It is shown that under this control law and by using the proposed event-triggering mechanism, the follower agents’ tracking error remains bounded and the resultant closed-loop system does not exhibit Zeno behavior. The numerical simulation is included to verify the effectiveness of the proposed control scheme.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Leader-follower control
  • multi-agent system
  • distributed control
  • communication network
  • event-triggered control
  • Zeno behavior

مراجع

[1] R. Olfati-Saber and R. M. Murray, “Consensus problems in networks of agents with switching topology and time-delays,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 49, no. 9, pp. 1520–1533, 2004.
[2] W. Ren and R. W. Beard, Distributed consensus in multi-vehicle cooperative control. Springer, 2008.
[3] Q. Yang, J. A. Barria and T. C. Green, “Communication infrastructures for distributed control of power distribution networks,” IEEE Trans. Ind. Informatics, vol. 7, no. 2, pp. 316–327, 2011.
[4] W. Heemels, K. H. Johansson and P. Tabuada, “An introduction to event-triggered and self-triggered control,” in Decision and Control (CDC), 2012 IEEE 51st Annual Conference on, pp. 3270–3285, 2012.
[5] P. Tabuada, “Event-triggered real-time scheduling of stabilizing control tasks,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 52, no. 9, pp. 1680–1685, 2007.
[6] D. V Dimarogonas, E. Frazzoli and K. H. Johansson, “Distributed event-triggered control for multi-agent systems,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 57, no. 5, pp. 1291–1297, 2012.
[7] G. S. Seyboth, D. V Dimarogonas and K. H. Johansson, “Event-based broadcasting for multi-agent average consensus,” Automatica, vol. 49, no. 1, pp. 245–252, 2013.
[8] Y. Fan, G. Feng, Y. Wang and C. Song, “Distributed event-triggered control of multi-agent systems with combinational measurements,” Automatica, vol. 49, no. 2, pp. 671–675, 2013.
[9] E. Garcia, Y. Cao and D. W. Casbeer, “Decentralized event-triggered consensus with general linear dynamics,” Automatica, vol. 50, no. 10, pp. 2633–2640, 2014.
[10] فرهاد بیات و صالح مبیّن، «ردیابی مقید مبتنی بر کنترل‌کننده پیش‌بین با هزینه محاسباتی کم: رویکرد برنامه‌ریزی پارامتری»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 46، شماره 4، صفحات 47-39، زمستان 1395.
[11] Y. Hong, J. Hu and L. Gao, “Tracking control for multi-agent consensus with an active leader and variable topology,” Automatica, vol. 42, no. 7, pp. 1177–1182, 2006.
[12] J. Hu and Y. Hong, “Leader-following coordination of multi-agent systems with coupling time delays,” Phys. A Stat. Mech. its Appl., vol. 374, no. 2, pp. 853–863, 2007.
[13] A. Bidram, F. L. Lewis and A. Davoudi, “Synchronization of nonlinear heterogeneous cooperative systems using input–output feedback linearization,” Automatica, vol. 50, no. 10, pp. 2578–2585, 2014.
[14] W. Zhu and Z.-P. Jiang, “Event-based leader-following consensus of multi-agent systems with input time delay,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 60, no. 5, pp. 1362–1367, 2015.
[15] A. Adaldo et al., “Event-triggered pinning control of switching networks,” IEEE Trans. Control Netw. Syst., vol. 2, no. 2, pp. 204–213, 2015.
[16] Y. Cheng and V. Ugrinovskii, “Event-triggered leader-following tracking control for multivariable multi-agent systems,” Automatica, vol. 70, pp. 204–210, 2016.
[17] S. Mobayen and V. J. Majd, “Robust tracking control method based on composite nonlinear feedback technique for linear systems with time-varying uncertain parameters and disturbances,” Nonlinear Dyn., vol. 70, no. 1, pp. 171–180, 2012.
[18] بدرالزمان حسینی، مهدی سجودی و عباس چترایی، «طراحی مشاهده‌گر مقاوم و کنترل‌گر فیدبک خروجی برای سیستم‌های چندعاملی دارای تأخیر بازه‌ای و متأثر از نامعینی و اغتشاش»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 46، شماره 1، صفحات 120-99، بهار 1395.
[19] W.H. Steeb and T. K. Shi, Matrix calculus and Kronecker product with applications and C++ programs. World Scientific, 1997.
[20] H. K. Khalil, Noninear Systems. Prentice-Hall, New Jersey, 1996.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار