توصيفگر ها :
سيستم هاي چندعاملي , آرايش بندي دوبخشي , پايداري زمان متناهي , كنترل مودلغزشي ترمينال
چكيده فارسي :
چكيده
به دليل كاربرد گسترده‌ي سيستم‌هاي چندعاملي، در سال‌هاي اخير، اين سيستم‌ها مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته اند. از جمله مسائلي كه تقريبا يك دهه است در زمينه‌ي سيستم‌هاي چندعاملي مطرح شده، آرايش‌بندي دوبخشي در اين سيستم‌ها است. با وجود تلاش‌هاي فراواني كه در زمينه آرايش‌بندي دوبخشي سيستم‌هاي چندعاملي صورت گرفته است، كماكان اين مسئله با چالش‌هاي فراواني مواجه و نيازمند تحقيقات گسترده است. لذا در اين تحقيق، آرايش‌بندي توزيع‌شده‌ي دوبخشي سيستم‌هاي چندعاملي، با رويكرد رهبر-پيرو مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مسئله، عامل‌ها مرتبه دو و غيرخطي ناهمگن در نظر گرفته شده‌اند و گراف ارتباطي بين عامل‌ها نيز گرافي جهت‌دار و علامت‌دار با ساختاري متعادل است. از جمله چالش‌هايي كه در حل مسئله با آن مواجه هستيم، رويكرد توزيع‌شده‌ي كنترل‌كننده و عدم ارتباط همه‌ي عامل‌ها با رهبر گروه، به منظور تشخيص فاصله تا رهبر و برقراري آرايش‌بندي است. به اين منظور در هر عامل از يك مشاهده‌گر جهت تخمين ديناميك رهبر استفاده شده است. همچنين در بسياري از كاربردهاي عملي سيستم‌هاي چندعاملي همچون ربات‌هاي چرخ‌دار، ماهواره‌هاي فضايي و بازوهاي مكانيكي، به منظور افزايش عملكرد و كارايي، رويكرد زمان‌متناهي پيشنهاد شده است. از اين رو در اين پژوهش نيز از كنترل‌كننده مود لغزشي ترمينال استفاده شده كه علاوه بر زمان‌متناهي بودن آرايش‌بندي، امكان رسيدن به اهداف كنترلي با وجود نامعيني و اغتشاش فراهم شده است. براي اين منظور، ابتدا در اين پژوهش به بيان مسئله‌ي آرايش‌بندي دوبخشي و ذكر مثال‌هايي كاربردي از آن پرداخته‌شده است. سپس، پايداري زمان‌متناهي آرايش‌بندي دوبخشي سيستم چند عاملي در حالت سيستم بدون اغتشاش نشان داده شد كه در آن به ترتيب، همگرايي زمان‌متناهي مشاهده گر ديناميك رهبر، كران‌دار بودن سيگنال‌ها و پايداري زمان‌متناهي خطاي آرايش‌بندي دوبخشي، مورد بررسي قرار گرفته است. بعد از آن، پايداري زمان‌متناهي آرايش‌بندي دوبخشي سيستم چندعاملي در حضور اغتشاش بررسي شده كه در اين بخش به دليل پيچيدگي اثبات، پايداري براي حالت خاصي از كنترل‌كننده نشان داده‌شد و در فصل آخر نيز پيشنهاداتي براي انجام اثبات در حالت كلي ارائه گرديده است. در روند اثبات پايداري، با استفاده از لم‌ها و قضاياي شناخته شده، اثبات دقيق هر بخش ارائه شده است. همچنين نتايج تئوري با استفاده از شبيه‌سازي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته تا صحت روابط به دست آمده نيز بررسي شود.
چكيده انگليسي :
Abstract
Due to its extended use, nowadays, Multi-Agent Systems have attracted the attention of many researchers. Bipartite formation is one of the interesting fields of Multi-Agent Systems that has been raised within a decade. Despite all the efforts, it still seems to have many challenges. In this research, the distributed bipartite formation of Multi-Agent Systems was investigated by a leader-follower approach. Agents in this approach have nonlinear second order dynamics and the communication graph between the agents is also a structurally balanced signed directed graph. Because of distributed approach of the controller and the lack of existing communication between the leader and all of the followers, we used a finite time observer for them to estimate the nonlinearity of the leader in finite-time. Also, a finite-time approach increases performance and efficiency in the Multi-Agent System using many practical approaches, such as wheeled robots, space satellites, and mechanical arms. Therefore, in this research, a terminal sliding mode controller is used, which, in addition to the finite time formation, also provides disturbance rejection and a good deal with uncertainty in the system. For this propose, first of all, the problem of bipartite formation has been discussed and some practical examples have been mentioned. Then, the finite-time stability of bipartite formation of Multi-Agent System was shown in which the finite-time convergence of the observer, the boundedness of the signals, and the finite-time stability of the bipartite configuration error were investigated, respectively. After that, the finite-time stability of bipartite formation of Multi-Agent System in the presence of disturbance is investigated. In this research, rigorous proofs for Multi-Agent Systems to build bipartite formation are provided. Finally, the validity of the theoretical results is illustrated by simulation examples.
