입력 포화가 존재하는 다개체 시스템을 위한 분산 PI 기반 포위제어
Distributed PI-based enclosing control for Multi-agent Systems with input saturations
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초록
본 논문에서는 다개체 시스템이 군집 행동을 달성하기 위한 군집제어 문제를 연구한다. 특히, 다개체 시스템이 다수의 리더 개체들과 추종 개체들로 구성된 경우를 고려하여 안정적인 군집 행동을 달성하기 위한 포위제어 문제를 연구한다. 포위제어는 추종 개체들에 의해 형성되는 볼록 껍질(convex hull)이 리더 개체들을 포함하도록 추종 개체들을 제어함으로써 군집 현상을 달성하는 것이 목표이다. 본 논문에서는 추종 개체들의 입력포화 비선형성과, 리더 개체들이 일정한 속도로 움직이는 경우를 고려하여 포위제어의 문제를 해결하기 위한 PI(Proportional-Integral) 기반의 분산제어 알고리즘을 제안한다. Lasalle’s invariance principle을 기반으로 포위제어의 목표 달성하기 위한 제어 파라미터들 및 정보교환 조건을 분석한다. 마지막으로 모의실험을 통하여 해석의 타당성음 검증하였다.
Abstract
This paper studies the control problem of achieving collective behavior in multi-agent systems. In particular, we investigate the problem of enclosing control to achieve stable collective behavior considering the multi-agent systems consists of multiple leader agents and follower agents. The goal of enclosing control is to achieve the collective behavior by controlling the follower agents so that the convex hull formed by the followers encloses the the leader agents. We propose the PI(Proportional-Integral)-based distributed control algorithm to solve the enclosing control problem considering the follower agents with input saturations and the leader agents moving at a constant speed. Based on Lasalle’s invariance principle, we analyze the control parameters and information exchange conditions required to achieve the goal of enclosing control. Finally, we conduct the simulations to verify the validity of the analysis.