توصيفگر ها :
اجماع سيستم چندعاملي غيرخطي با رهبر , كنترل تطبيقي , تاخير زماني , گراف ارتباطي , عيب عملگر
چكيده فارسي :
اجماع سيستم چندعاملي از جمله مسائل مهم در بين محققان است كه توجه زيادي را به خود جلب كرده است. علي‌رغم آن‌كه مسئله اجماع براي سيستم‌هاي چندعاملي و انواع روش‌هاي كنترلي آن در بسياري از مراجع ارائه شده‌اند، با اين وجود هم‌چنان اين حوزه نيازمند تحقيقات گسترده‌تري است. از اين‌رو در اين پژوهش طراحي كنترل‌كننده تطبيقي توزيع شده براي كنترل اجماع سيستم غيرخطي چندعاملي مرتبه بالا با تاخير زماني نامعلوم و در حضور عيب عملگر مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين بررسي سيستم در معرض اغتشاش نامعلوم بوده و ديناميك عامل‌ها نامعلوم و ناهمگن فرض شده است.
در ابتدا توپولوژي گراف ارتباطي بدون جهت در نظر گرفته مي‌شود و سپس نتايج براي گراف ارتباطي جهت‌دار توسعه داده مي‌شود.
در مقايسه با سيستم‌هاي چند عاملي بدون تاخير، حل اين مسئله براي سيستم‌هاي غيرخطي تأخيردار با چالش‌هايي از جمله هموار نبودن و خوش تعريف نبودن كنترل‌كننده در نقاطي خاص مواجه است. در اين تحقيق ابتدا مسئله كنترل اجماع سيستم‌هاي غيرخطي تأخيردار با عدم قطعيت پارامتري و تأخير نامعين بر اساس روش كنترل سطح ديناميكي انجام گرفته است. اين روش كنترلي باعث كاهش پيچيدگي سيگنال كنترلي حاصل از بكارگيري روش گام به عقب تطبيقي مي‌شود. همچنين با روش ارائه شده در اين پژوهش، فرضيات اضافي در قسمت تابع غيرخطي تاخير زماني، كه در مراجع قبلي در نظر گرفته شده است، حذف مي‌شود. در روش پيشنهادي براي حالتي كه توپولوژي گراف ارتباطي يك گراف بدون جهت است، جهت حل مسئله اجماع و تعقيب رهبر، ديناميك‌هاي غيرخطي نامعلوم توسط شبكه عصبي مدل مي‌شوند و سپس با توجه به اثرات ناپايداري تاخير نامعلوم سيستم، قوانين تطبيقي برمبناي روش‌هاي گام به عقب و روش كنترل سطح ديناميكي طراحي مي‌شوند. در مرحله بعد روش ارائه شده براي سيستم‌هاي غيرخطي تأخيردار با حضور عيب عملگر و نامعيني فراتر از نامعيني پارامتري (نامعيني ساختاري) تعميم داده شده است. برهمين اساس كنترل‌كننده تطبيقي با در نظر گرفتن همزمان دو چالش سيستم‌هاي غيرخطي چندعاملي يعني نامعين بودن تاخير تغييرپذير با زمان و عيب عملگر طراحي شده است. به‌علاوه نتايج براي گراف ارتباطي جهت‌دار كه حالت كلي‌تري از گراف ارتباطي است، توسعه داده شده است. همچنين توابع ناسبام براي حل مشكل نامعلوم بودن بهره كنترلي سيستم استفاده مي‌شود. نتايج تئوري نشان مي‌دهد كه علي‌رغم وجود نامعيني، تاخير و عيب عملگر، كران‌داري سيگنال‌هاي سيستم حلقه بسته و همگرايي خطاي تعقيب به يك همسايگي كوچك در اطراف مبدا تضمين مي‌شود. همچنين كارايي و عملكرد كنترل‌كننده‌هاي طراحي شده توسط مثال‌هاي شبيه‌سازي نشان داده مي‌شود.
چكيده انگليسي :
Consensus is a fundamental problem in a multi-agent system (MAS) which has attracted considerable attention due to its widespread applications. In this study, a novel distributed adaptive controller is provided for consensus control of high-order non-linear MASs with unknown time-varying delays. The system is subject to uncertain disturbances, and the agentsʹ dynamics are not known. First, the communication topology is considered to be undirected and then the results are extended for the directed topology.
While the literatures, cited in the previous paragraphs are effective for a class of MASs, they either neglect some important phenomena such as state/input delay, disturbance, and uncertainties or impose some assumptions on the delay that may not be realistic in a practical setting. A distributed adaptive control scheme is proposed to address some of the shortcomings of the existing techniques in the consensus control of MASs, noted above. To this end, it is assumed that the dynamics of each agent is nonlinear and unknown, containing time-varying state delay, and is subject to disturbances. The dynamic surface control (DSC) technique is employed to design an adaptive strategy with a neural network (NN) to model non-linearities. Also, the Lyapunov–Krasovskii functional is used for the stability analysis of the MAS in the presence of state delay. Unlike the existing literature, the proposed method does not require time-delay terms in system dynamics to be bounded. Moreover, time delay in the nonlinear MAS causes singularity in the controller.
Then, a new distributed adaptive fault-tolerant tracking controller is proposed for consensus control of high-order nonlinear multi-agent time-delay systems in the presence of actuator faults and unknown time-varying delays. The system is subject to uncertain disturbances under directed topology. Then, unknown control directions are solved by using Nussbaum functions.
The semi-global uniform boundedness of the resultant closed-loop signals and the convergence of the tracking errors to a neighbourhood of the origin are shown mathematically. Simulations verify the effectiveness of the results.
