دوره 18، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 18، شماره 3، پاییز 1403 )
جلد 18 شماره 3,1403 صفحات 69-59 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Zanganeh J, Hosseini Sani S K, Pariz N. Consensus of Delayed Linear Multi-Agent Systems with Dynamic Leader Under Saturation Constraints of Relative States. JoC 2024; 18 (3) :59-69
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-1019-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-1019-fa.html
زنگنه جواد، حسینی ثانی سید کمال، پریز ناصر. اجماع سیستم‌های چند‌عاملی خطی تأخیردار با رهبر پویا تحت قیود اشباع حالت‌های نسبی. مجله کنترل. 1403; 18 (3) :59-69
جواد زنگنه1 
، سید کمال حسینی ثانی*1 ، ناصر پریز1
، سید کمال حسینی ثانی*1 ، ناصر پریز1
1- گروه کنترل، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده: (1379 مشاهده)
در این مقاله مساله اجماع سامانه‌های چند‌عاملی خطی با تأخیر ارتباطی متغیر با زمان و رهبر پویا با در نظر گرفتن اشباع حالت‌های نسبی مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از ماتریس برخورد و ماتریس لاپلاسین لبه (یال)، اجماع سامانه‌های چند‌عاملی تأخیردار تحت اشباع حالت‌های نسبی به مساله پایداری دینامیک لبه‌ها در یک مجموعه بسته تبدیل می شود. بدین منظور، با استفاده از تابع اشباع، یک پروتکل کنترل توزیع شده طراحی می شود که اجماع عامل‌ها را با وجود قیود اشباع حالت‌های نسبی تضمین می کند. در ادامه با تعریف یک تابعی لیاپانوف-کراسوفسکی مناسب، شرایط کافی برای پایداری عامل‌ها به دست می آید. با به کارگیری این شرایط، نه تنها اجماع حاصل شده و تمام عوامل پیرو مسیر رهبر پویا را به خوبی دنبال می‌کنند بلکه اشباع حالت‌های نسبی نیز اتفاق نمی‌افتد. در حالی که تأخیر ارتباطی محدود می‌تواند متغیر با زمان و به دلخواه سریع باشد. این پایداری و اجماع با حفظ پیوستگی شبکه ارتباطی به دست می‌آید. در پایان، شبیه‌سازی یک مثال کاربردی، موثر بودن پروتکل کنترل پیشنهادی را نشان می دهد.
واژه‌های کلیدی: اجماع، سامانه‌های چند‌عاملی خطی، تأخیر ارتباطی متغیر با زمان، رهبر پویا ، اشباع حالت‌های نسبی، پایداری لیاپانوف-کراسوفسکی
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1402/10/27 | پذیرش: 1403/5/7 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1403/7/7 | انتشار: 1403/9/1
دریافت: 1402/10/27 | پذیرش: 1403/5/7 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1403/7/7 | انتشار: 1403/9/1
فهرست منابع
1. [1] Abouheaf, M.I., et al., Multi-agent discrete-time graphical games and reinforcement learning solutions. Automatica, 2014. 50(12): p. 3038-3053. [DOI:10.1016/j.automatica.2014.10.047]
2. [2] Wang, X., Y. Hong, and H. Ji, Distributed optimization for a class of nonlinear multiagent systems with disturbance rejection. IEEE transactions on Cybernetics, 2015. 46(7): p. 1655-1666. [DOI:10.1109/TCYB.2015.2453167]
3. [3] Ge, X. and Q.-L. Han, Consensus of multiagent systems subject to partially accessible and overlapping Markovian network topologies. IEEE transactions on cybernetics, 2016. 47(8): p. 1807-1819. [DOI:10.1109/TCYB.2016.2570860]
4. [4] Wen, G., et al., Pinning a complex network to follow a target system with predesigned control inputs. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2018. 50(6): p. 2293-2304. [DOI:10.1109/TSMC.2018.2803147]
5. [5] Esmailifar, S.M. and F. Saghafi, Cooperative localization of marine targets by UAVs. Mechanical Systems and Signal Processing, 2017. 87: p. 23-42. [DOI:10.1016/j.ymssp.2016.08.027]
6. [6] González, A., et al., Predictor-feedback synthesis in coordinate-free formation control under time-varying delays. Automatica, 2020. 113: p. 108811. [DOI:10.1016/j.automatica.2020.108811]
7. [7] Yamchi, M.H. and R.M. Esfanjani, Distributed predictive formation control of networked mobile robots subject to communication delay. Robotics and Autonomous Systems, 2017. 91: p. 194-207. [DOI:10.1016/j.robot.2017.01.005]
8. [8] Jiang, H., Q. Bi, and S. Zheng, Impulsive consensus in directed networks of identical nonlinear oscillators with switching topologies. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2012. 17(1): p. 378-387. [DOI:10.1016/j.cnsns.2011.04.030]
9. [9] Olfati-Saber, R. and R.M. Murray, Consensus problems in networks of agents with switching topology and time-delays. IEEE Transactions on automatic control, 2004. 49(9): p. 1520-1533. [DOI:10.1109/TAC.2004.834113]
10. [10] Wellman, B.J. and J.B. Hoagg, A flocking algorithm with individual agent destinations and without a centralized leader. Systems & Control Letters, 2017. 102: p. 57-67. [DOI:10.1016/j.sysconle.2017.01.006]
11. [11] Toner, J. and Y. Tu, Flocks, herds, and schools: A quantitative theory of flocking. Physical review E, 1998. 58(4): p. 4828. [DOI:10.1103/PhysRevE.58.4828]
12. [12] Kar, S. and J.M. Moura, Distributed consensus algorithms in sensor networks with imperfect communication: Link failures and channel noise. IEEE Transactions on Signal Processing, 2008. 57(1): p. 355-369. [DOI:10.1109/TSP.2008.2007111]
13. [13] Ding, L., Q.-L. Han, and E. Sindi, Distributed cooperative optimal control of DC microgrids with communication delays. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2018. 14(9): p. 3924-3935. [DOI:10.1109/TII.2018.2799239]
14. [14] Chen, J., et al., Fusion state estimation for power systems under DoS attacks: A switched system approach. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2019. 49(8): p. 1679-1687. [DOI:10.1109/TSMC.2019.2895912]
15. [15] Wan, Y., et al., On the structural perspective of computational effectiveness for quantized consensus in layered UAV networks. IEEE Transactions on Control of Network Systems, 2018. 6(1): p. 276-288. [DOI:10.1109/TCNS.2018.2813926]
16. [16] Chu, H., et al., Consensus of multiagent systems with relative state saturations. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2019. 51(4): p. 2391-2402. [DOI:10.1109/TSMC.2019.2912980]
17. [17] Jiang, W., Y. Chen, and T. Charalambous, Consensus of general linear multi-agent systems with heterogeneous input and communication delays. IEEE Control Systems Letters, 2020. 5(3): p. 851-856. [DOI:10.1109/LCSYS.2020.3006452]
18. [18] Wang, D. and W. Wang, Necessary and sufficient conditions for containment control of multi-agent systems with time delay. Automatica, 2019. 103: p. 418-423. [DOI:10.1016/j.automatica.2018.12.029]
19. [19] Luo, S., et al., Output consensus of heterogeneous linear multi-agent systems with communication, input and output time-delays. Journal of the Franklin Institute, 2020. 357(17): p. 12825-12839. [DOI:10.1016/j.jfranklin.2020.09.032]
20. [20] Zhou, B., Truncated predictor feedback for time-delay systems. 2014: Springer. [DOI:10.1007/978-3-642-54206-0]
21. [21] Krstic, M., Delay compensation for nonlinear, adaptive, and PDE systems. 2009. [DOI:10.1007/978-0-8176-4877-0]
22. [22] Kharitonov, V.L., Lyapunov functionals and matrices. Annual reviews in control, 2010. 34(1): p. 13-20. [DOI:10.1016/j.arcontrol.2010.02.001]
23. [23] Gao, Q. and H.R. Karimi, Stability, control and application of time-delay systems. 2019: Butterworth-Heinemann.
24. [24] Kharitonov, V.L. and D. Melchor-Aguilar, On delay-dependent stability conditions. Systems & Control Letters, 2000. 40(1): p. 71-76. [DOI:10.1016/S0167-6911(00)00003-7]
25. [25] Fridman, E., Introduction to time-delay systems: Analysis and control. 2014: Springer. [DOI:10.1007/978-3-319-09393-2]
26. [26] Hou, W., et al., Consensus conditions for general second-order multi-agent systems with communication delay. Automatica, 2017. 75: p. 293-298. [DOI:10.1016/j.automatica.2016.09.042]
27. [27] Wang, Z., J. Xu, and H. Zhang, Consensusability of multi-agent systems with time-varying communication delay. Systems & Control Letters, 2014. 65: p. 37-42. [DOI:10.1016/j.sysconle.2013.12.011]
28. [28] Li, Y., C. Wang, and D. Liang, Truncated prediction-based distributed consensus control of linear multi-agent systems with discontinuous communication and input delay. Neurocomputing, 2020. 409: p. 217-230. [DOI:10.1016/j.neucom.2020.05.048]
29. [29] Ahmed, Z., et al., Consensus control of multi-agent systems with input and communication delay: A frequency domain perspective. ISA transactions, 2020. 101: p. 69-77. [DOI:10.1016/j.isatra.2020.02.005]
30. [30] Yan, Z., et al., Event-triggered formation control for time-delayed discrete-time multi-agent system applied to multi-UAV formation flying. Journal of the Franklin Institute, 2023. 360(5): p. 3677-3699. [DOI:10.1016/j.jfranklin.2023.01.036]
31. [31] Yang, W., Z. Shi, and Y. Zhong, Robust time‐varying formation control for uncertain multi‐agent systems with communication delays and nonlinear couplings. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2024. 34(1): p. 147-166. [DOI:10.1002/rnc.6965]
32. [32] Jenabzadeh, A. and W. Zhang, Tracking control problem in general linear and Lipschitz nonlinear multi-agent systems with jointly connected topology. Journal of the Franklin Institute, 2020. 357(10): p. 6121-6136. [DOI:10.1016/j.jfranklin.2020.04.006]
33. [33] Wang, J., et al., Cooperative Control of Multi-Agent Systems: An Optimal and Robust Perspective. 2020: Academic Press. [DOI:10.1201/9781003164142]
34. [34] Chu, H., et al., Adaptive PI control for consensus of multiagent systems with relative state saturation constraints. IEEE Transactions on Cybernetics, 2019. 51(4): p. 2296-2302. [DOI:10.1109/TCYB.2019.2954955]
35. [35] Chu, H., et al., Consensus of multiagent systems with time-varying input delay and relative state saturation constraints. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2020. 51(11): p. 6938-6944. [DOI:10.1109/TSMC.2019.2961395]
36. [36] Chu, H., et al., Observer-based consensus of nonlinear multiagent systems with relative state estimate constraints. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2018. 50(7): p. 2456-2465. [DOI:10.1109/TSMC.2018.2818172]
37. [37] Zanganeh, J., S.K. Hosseini Sani, and N. Pariz, Consensus tracking control for time-varying delayed linear multi-agent systems under relative state saturation constraints. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 2023: p. 01423312231162970. [DOI:10.1177/01423312231162970]
38. [38] Fridman, E., Tutorial on Lyapunov-based methods for time-delay systems. European Journal of Control, 2014. 20(6): p. 271-283. [DOI:10.1016/j.ejcon.2014.10.001]
39. [39] Adams, R.J., et al., Robust multivariable flight control. 2012: Springer Science & Business Media.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
