Каскадный супер-скручивающий наблюдатель для линейных мультиагентных систем без коммуникации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена задача о консенсусе (т.е. о согласовании фазовых векторов) для мультиагентной системы, состоящей из однотипных линейных агентов. Изучен случай, когда между агентами нет коммуникации, т.е. нет обмена информацией, а управление агентами осуществляется за счёт собственных датчиков агентов, дающих неполную информацию о фазовых векторах агента и его соседей, при этом информация может быть зашумлена. Для решения задачи применён линейный протокол на основе данных от наблюдателей для систем в условиях неопределённости. В качестве таких наблюдателей предложено использовать каскадные наблюдатели на основе метода “super-twisting” (супер-скручивающий каскадный наблюдатель). Получены достаточные условия существования регулятора, при которых ошибка наблюдения стремится к нулю при ограниченных возмущениях. Приведён пример, иллюстрирующий предложенный подход.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Фомичев

Электротехнический университет; Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: fomichev@cs.msu.su
Китай, Ханчжоу; Москва, Россия; Москва, Россия

А. И. Самарин

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: samarin_aleksei@icloud.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Dorri, A. Multi-agent systems: a survey / A. Dorri, S.S. Kanhere, R. Jurdak // IEEE Access. — 2018. — V. 6. — P. 28573–28593.
  2. Hamann, H. Swarm Robotics: A Formal Approach / H. Hamann. — Cham : Springer, 2018.
  3. Saber, R.O. Consensus protocols for networks of dynamic agents / R.O. Saber, R.M. Murray // Proceed. of the 2003 American Control Conf. — Denver, Colorado, USA : IEEE, 2003. — V. 2. — P. 951–956.
  4. Li, Z. Dynamic consensus of linear multi-agent systems / Z. Li, Z. Duan, G. Chen // IET Control Theory Appl. — 2011. — V. 5, № 1. — Art. 19.
  5. Adaptive consensus control of linear multiagent systems with dynamic event-triggered strategies / W. He, D. Xu, Q.-L. Han, F. Qian // IEEE Trans. Cybern. — 2020. — V. 50, № 7. — P. 2996–3008.
  6. Consensus of multiagent systems and synchronization of complex networks: a unified viewpoint / Z. Li, Z. Duan, G. Chen, L. Huang // IEEE Trans. Circuits Syst. I. — 2010. — V. 57, № 1. — P. 213–224.
  7. A new observer-type consensus protocol for linear multi-agent dynamical systems / Y. Zhao, G. Wen, Z. Duan [et al.] // Asian J. Control. — 2013. — V. 15, № 2. — P. 571–582.
  8. Фомичёв, В.В. Алгоритм построения каскадного асимптотического наблюдателя для системы с максимальным относительным порядком / В.В. Фомичёв, А.О. Высоцкий // Дифференц. уравнения. — 2019. — Т. 55, № 4. — С. 567–573. Fomichev, V.V. Algorithm for designing a cascade asymptotic observer for a system of maximal relative order / V.V. Fomichev, A.O. Vysotskii // Differ. Equat. — 2019. — V. 55, № 4. — P. 553–560.
  9. Sliding mode fault tolerant consensus control for multi-agent systems based on super-twisting observer / P. Yang, X. Hu, Z. Wang, Z. Zhang // J. of Syst. Engineer. and Electron. — 2022. — V. 33, № 6. — P. 1309–1319.
  10. Емельянов, С.В. Новый класс алгоритмов скольжения второго порядка / С.В. Емельянов, С.К. Коровин, Л.В. Левантовский // Мат. моделирование. — 1990. — Т. 2, № 3. — С. 89–100. Emelyanov, S.V. A new class of second-order sliding mode algorithms / S.V. Emelyanov, S.K. Korovin, L.V. Levantovsky // Matematicheskoye modelirovaniye. — 1990. — V. 2, № 3. — P. 89–100.
  11. Seeber, R. Necessary and sufficient stability criterion for the super-twisting algorithm / R. Seeber, M. Horn // 15th Intern. Workshop on Variable Structure Systems (VSS). Graz : IEEE, 2018. — P. 120–125.
  12. Bagge Carlson, F. ControlSystems.jl: a control toolbox in Julia / F. Bagge Carlson, M. Fält, A. Heimerson, O. Troeng // 60th IEEE Conf. on Decision and Control (CDC). Austin, TX, USA : IEEE, 2021. — P. 4847–4853. Bagge Carlson, F. ControlSystems.jl: a control toolbox in Julia / F. Bagge Carlson, M. Fält, A. Heimerson, O. Troeng // 60th IEEE Conference on Decision and Control (CDC). Austin, TX, USA: IEEE, 2021. — P. 4847–4853.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Граф коммуникации.

Скачать (21KB)
3. Рис. 2. Сравнение протоколов (линии соединяют точки, соответствующие оптимальным по Парето парам . Видно, что для каждой пары  протокола без коммуникации (1) существует пара  протокола с коммуникацией (2), которая лучше подавляет обе помехи.

Скачать (37KB)
4. Рис. 3. Сравнение ошибки консенсуса при применении линейного протокола (1) и нового подхода (2)  а, и пример внешнего возмущения  для одного агента  б.

Скачать (101KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».