مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترلر اجماعی زمان-ثابت بهبودیافته برای سیستم‌های چندعاملی خطی تحت توپولوژی سوئیچینگ با خرابی لینک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
10.48311/mme.2026.96925.0
چکیده
در مسئله اجماع، شبکه ارتباطی که تعاملات بین عامل‌ها را توصیف می‌کند، ممکن است به دلیل خرابی لینک و شرایط محیطی تغییر کند که نقش مهمی در پایداری و عملکرد کلی سیستم ایفا می‌کند. همچنین، همگرایی سریع‌تر همیشه در برخی از کاربردهای مهندسی عملی مورد توجه است. برای این منظور، طراحی یک کنترل‌کننده زمان ثابت مورد توجه است، زیرا برای این نوع کنترل‌کننده، زمان همگرایی حالت‌های سیستم به شرایط اولیه عامل‌ها بستگی ندارد. این مقاله به بررسی مسئله کنترل اجماع بدون رهبر برای سیستم‌های چندعاملی خطی مرتبه دوم (MAS) تحت توپولوژی سوئیچینگ با خرابی لینک می‌پردازد. برای پرداختن به این مشکل، ما یک کنترل‌کننده توزیع‌شده زمان ثابت بهبود یافته برای اجماع مرتبه دوم در MASها با کوپلینگ سرعت و موقعیت پیشنهاد کردیم که همگرایی را در یک بازه زمانی مشخص تضمین می‌کند. در مقایسه با مطالعات قبلی، اثرات توپولوژی سوئیچینگ همزمان با خرابی لینک بر MASهای خطی مرتبه دوم در نظر گرفته شده است، به طوری که نمودارهای ارتباطی به صورت قطعه‌ای ثابت و غیرجهت‌دار متصل به هم در نظر گرفته می‌شوند. پایداری کنترل‌کننده پیشنهادی بر اساس نظریه گراف، قضیه لیاپانوف و روش همگنی دو حدی اثبات شده است. در نهایت، اثربخشی روش پیشنهادی از طریق شبیه‌سازی‌های عددی، با در نظر گرفتن تناوب متفاوت برای تغییرات بین توپولوژی‌ها، نشان داده می‌شود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

An Improved Fixed-Time Consensus Control for Linear Multi-agent Systems under Switching Topology with Link Failure

نویسندگان English

Reza Moradpour
Esmaeel Khanmirza
School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

In the consensus problem, the communication network describing the interactions between agents may change due to link failures and environmental conditions, which plays an important role in the stability and overall performance of the system. Also, faster convergence is always of interest in some practical engineering applications. For this purpose, the design of a fixed-time controller is of interest, because for this type of controller, the convergence time of the system states does not depend on the initial conditions of the agents. This paper investigates the problem of leaderless consensus control for second-order linear multi-agent systems (MASs) under a switching topology with link failures. To address this problem, we proposed an improved fixed-time distributed controller for second-order consensus in MASs with velocity and position coupling that guarantees convergence within a specified time interval. Compared to previous studies, the effects of simultaneous switching topology with link failures on second-order linear MASs are considered, so that the communication graphs are considered piecewise fixed and undirected jointly-connected ones. The stability of the proposed controller is proven based on graph theory, Lyapunov theorem and bi-limit homogeneity method. Finally, the effectiveness of the proposed method is demonstrated through numerical simulations, considering different periodicity for changes between topologies.

کلیدواژه‌ها English

Consensus
Fixed-time
Multi-agent Systems
Switching Topology
Link Failure

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 14 دی 1404