Distributed control of multi-agent systems under switching communication topologies
| dc.contributor.author | Τσατσούλη, Σοφία | |
| dc.contributor.other | Tsatsouli, Sophia | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-11T11:04:41Z | |
| dc.date.available | 2024-07-11T11:04:41Z | |
| dc.date.issued | 2024-07-11 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | This thesis explores the synchronization control problem of uncertain high-order nonlinear Multi-Agent Systems (MASs) in a leader-follower scheme. The approach employs a robust decentralized control protocol of minimal complexity that achieves prescribed, arbitrarily fast, and accurate synchronization of the following agents and the leader. The control signal of each agent is computed solely based on local relative state information from its neighborhood set, making the protocol distributed. Notably, the design procedure does not require information about the dynamic models of the agents. Additionally, assuming that the communication graph is directed and always contains a directed spanning tree, the controller-enforced transient and steady-state performance bounds are entirely independent of: (i) the underlying switching communication topology, (ii) the selection of control gains, (iii) the agent model uncertainties. Instead, these bounds are solely defined by designer-specified performance functions. Furthermore, it is established that synchronization can be achieved if the dwell time for switching between different topology candidates is greater than a threshold determined by the performance function’s convergence rate. Finally, simulation studies are provided to illustrate and verify the approach. | |
| dc.description.translatedabstract | Αυτή η διατριβή διερευνά το πρόβλημα ελέγχου συγχρονισμού αβέβαιων μη γραμμικών συστημάτων πολλαπλών παραγόντων υψηλής τάξης (MAS) σε ένα σχήμα ηγέτη-ακολούθου. Η προσέγγιση χρησιμοποιεί ένα ισχυρό πρωτόκολλο αποκεντρωμένου ελέγχου ελάχιστης πολυπλοκότητας που επιτυγχάνει προδιαγεγραμμένο, αυθαίρετα γρήγορο και ακριβή συγχρονισμό των ακόλουθων πρακτόρων και του ηγέτη. Το σήμα ελέγχου κάθε πράκτορα υπολογίζεται αποκλειστικά με βάση τις τοπικές σχετικές πληροφορίες κατάστασης από το σύνολο γειτονιάς του, κάνοντας το πρωτόκολλο κατανεμημένο. Συγκεκριμένα, η διαδικασία σχεδιασμού δεν απαιτεί πληροφορίες σχετικά με τα δυναμικά μοντέλα των πρακτόρων. Επιπλέον, υποθέτοντας ότι το γράφημα επικοινωνίας είναι κατευθυνόμενο και περιέχει πάντα ένα κατευθυνόμενο εκτεινόμενο δέντρο, τα όρια απόδοσης μεταβατικής και σταθερής κατάστασης που επιβάλλονται από τον ελεγκτή είναι εντελώς ανεξάρτητα από: (i) την υποκείμενη τοπολογία επικοινωνίας μεταγωγής, (ii) την επιλογή των κερδών ελέγχου , (iii) οι αβεβαιότητες του μοντέλου πράκτορα. Αντίθετα, αυτά τα όρια ορίζονται αποκλειστικά από συναρτήσεις απόδοσης που καθορίζονται από τον σχεδιαστή. Επιπλέον, έχει διαπιστωθεί ότι ο συγχρονισμός μπορεί να επιτευχθεί εάν ο χρόνος παραμονής για εναλλαγή μεταξύ διαφορετικών υποψηφίων τοπολογιών είναι μεγαλύτερος από ένα όριο που καθορίζεται από τον ρυθμό σύγκλισης της συνάρτησης απόδοσης. Τέλος, παρέχονται μελέτες προσομοίωσης για την απεικόνιση και την επαλήθευση της προσέγγισης. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/27541 | |
| dc.subject | Multi-agent systems | |
| dc.subject | Decentralized control | |
| dc.subject | Switching topology | |
| dc.subject.alternative | Πολυπρακτορικά συστήματα | |
| dc.subject.alternative | Αποκεντρωμένος έλεγχος | |
| dc.subject.alternative | Τοπολογία μεταγωγής | |
| dc.title | Distributed control of multi-agent systems under switching communication topologies | |
| dc.title.alternative | Κατανεμημένος έλεγχος πολυπρακτορικών συστημάτων με χρονο-μεταβαλλόμενη τοπολογία επικοινωνίας |