طراحی کنترل کنند ه ي اجماع توزیع شده مبتنی بر رویت گر براي سیستم هاي چندعاملی سینگولار رهبر-پیرو در حضور عیب حسگر
الموضوعات :سعید پورمیرزایی 1 , حمیدرضا احمدزاده 2 , مسعود شفیعی 3
1 - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران)
2 - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران)
3 - دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران)
الکلمات المفتاحية: سیستمهاي چندعاملی , سیستمهاي سینگولار, تخمین عیب حسگر, کنتر لکننده تحمل پذیرعیب توزیعشده,
ملخص المقالة :
در این مقاله براي نخستین بار، مسئله ي تخمین ع یب حسگر و طراحی یک سیستم کنترل تحم لپذ یر ع یب توزیع شده به منظور اجماع رهبر پ - یرو در سیستمهاي چندعالم ی سینگولار همگن مورد بررسی قرار میگیرد. ابتدا، یک مدل الحاقی براي سیستم مورد مطالعه پیشنهاد م یشود. نشان داده شده است که مدل الحاقی پیشنهادشده در این مقاله بر خلاف برخی کارهاي تحقیقاتی مشابه منظم و بدون ضربه است . بر اساس این مدل، متغیرهاي حالت سیستم و ع یب حسگر با طراحی یک رویتگر سینگولار توزیع شده به صورت همزمان تخمین زده م یشوند. رویتگر پ یشنهادشده قابلیت تخمین ع یبهاي متغیر با زمان را نیز دارا میباشد . سپس، یک کنتر لکنندهي توزیعشده به منظور اجماع رهبر پ - یرو با استفاده از تخمین حال ت هاي سیستم و تخمین ع یب حسگر انجام شده؛ طراحی میشود . شروط کافی براي پایداري دینامیک خطاي تخمین حالت و دینامیک خطاي عدم توافق بر حسب ترمهاي نامساوي ماتریسی خطی بدست میآید و با حل آنها، ماتریسهاي بهره رویتگر و کنتر لکننده بدست میآیند. همه نامساويهاي خطی ماتریسی موجود MATLAB در مقاله با استفاده از نرمافزار حل شده است. در نهایت، صحتسنجی و کارایی سیستم کنترل پیشنهادي به منظور اجماع رهبر پ - یرو سیستم هاي چندعاملی سینگولار در معرض عیب حسگر با استفاده از شبیه سازي رایانهاي نشان داده میشود. نتایج شبی هسازي نشان میدهد که استراتژي کنترل پیشنهادي در مقابله با اثر عیب سنسور در سیستمهاي سینگولار چندعاملی کارا میباش .
منابع و مأخذ
A. A. Belov, O. G. Andrianova, and A. P. Kurdyukov, "Control of discrete-time descriptor systems," Cham: Springer International Publishing, 2018.
P. Stechlinski, M. Patrascu, and P. I. Barton, "Nonsmooth differential-algebraic equations in chemical engineering," Computers & Chemical Engineering, vol. 114, pp. 52-68, 2018.
M. De la Sen, A. Ibeas, and S. Alonso Quesada, "On the Reachability of a Feedback Controlled Leontief-Type Singular Model Involving Scheduled Production, Recycling and Non Renewable Resources," Mathematics, vol. 9, p. 2175, 2021.
T. Kaczorek, "Singular fractional linear systems and electrical circuits," 2011.
I. Zamani, M. Shafiee, and A. Ibeas, "Switched nonlinear singular systems with time ‐ delay: Stability analysis," International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol. 25, pp. 1497- 1513, 2015.
G.-R. Duan, Analysis and design of descriptor linear systems vol. 23: Springer Science & Business Media, 2010.
E. Arefinia, H. A. Talebi, and A. Doustmohammadi, "A robust adaptive observer for a class of singular nonlinear uncertain systems," International Journal of Systems Science, vol. 48, pp. 1404- 1415, 2017.
M. Davoodi, N. Meskin, and K. Khorasani, "Simultaneous fault detection and consensus control design for a network of multi-agent systems," Automatica, vol. 66, pp. 185-194, 2016.
J. Xi, M. He, H. Liu, and J. Zheng, "Admissible output consensualization control for singular multi-agent systems with time delays," Journal of the Franklin Institute, vol. 353, pp. 4074-4090, 2016.
Y. Cong, Z. Feng, H. Song, and S. Wang, "Containment control of singular heterogeneous multi-agent systems," Journal of the Franklin Institute, vol. 355, pp. 4629-4643, 2018.
X. Liu, Y. Xie, F. Li, P. Shi, W. Gui, and W. Li, "Formation control of singular multiagent systems with switching topologies," International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol. 30, pp. 652-664, 2020.
R. V. Beard, "Failure accomodation in linear systems through self reorganization," Massachusetts Institute of Technology, 1971.
Z. Gao and D. W. Ho, "State/noise estimator for descriptor systems with application to sensor fault diagnosis," IEEE transactions on signal processing, vol. 54, pp. 1316-1326, 2006.
M. Wang and T. Liang, "Adaptive Kalman filtering for sensor fault estimation and isolation of satellite attitude control based on descriptor systems," Transactions of the Institute of Measurement and Control, vol. 41, pp. 1686-1698, 2019.
Y. Liu, Y. Ma, and Y. Wang, "Reliable finite-time sliding-mode control for singular time-delay system with sensor faults and randomly occurring nonlinearities," Applied Mathematics and Computation, vol. 320, pp. 341-357, 2018.
A. H. Hassanabadi, M. Shafiee, and V. Puig, "Sensor fault diagnosis of singular delayed LPV systems with inexact parameters: an uncertain system approach," International Journal of Systems Science, vol. 49, pp. 179-195, 2018.
F. Pourdadashi Komachali and M. Shafiee, "Sensor fault diagnosis in fractional-order singular systems using unknown input observer," International Journal of Systems Science, vol. 51, pp. 116-132, 2020.
B. Rabaoui, H. Hamdi, N. BenHadj Braiek, and M. Rodrigues, "Descriptor observer‐based sensor and actuator fault tolerant tracking control design for linear parameter varying systems," International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol. 31, pp. 8329-8352, 2021.
L. Chen, Y. Zhao, S. Fu, M. Liu, and J. Qiu, "Fault estimation observer design for descriptor switched systems with actuator and sensor failures," IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 66, pp. 810-819, 2018.
H. K. Alaei and A. Yazdizadeh, "Robust output disturbance, actuator and sensor faults reconstruction using H∞ sliding mode descriptor observer for uncertain nonlinear boiler system," International Journal of Control, Automation and Systems, vol. 16, pp. 1271-1281, 2018.
C. Gao, Z. Wang, X. He, and H. Dong, "Fault-tolerant consensus control for multi-agent systems: An encryption decryption scheme," IEEE Transactions on Automatic Control, 2021.
L. Qin, X. He, and D. Zhou, "Fault tolerant cooperative output regulation for multi-vehicle systems with sensor faults," International Journal of Control, vol. 90, pp. 2227-2248, 2017.
Y. Sun, Y. Xia, J. Zhang, and D.-W. Ding, "Adaptive fault-tolerant output regulation of linear multi-agent systems with sensor faults," IEEE Access, vol. 8, pp. 159440-159448, 2020.
M. Gao, S. Yang, and L. Sheng, "Distributed fault estimation for time varying multi-agent systems with sensor faults and partially decoupled disturbances," IEEE Access, vol. 7, pp. 147905-147913, 2019.
K. Zhang, B. Jiang, X. Yan, and J. Xia, "Distributed fault diagnosis of multi-agent systems with time-varying sensor faults," ICIC Express Letters, vol. 14, pp. 129- 135, 2020.
E. Mousavinejad, X. Ge, Q.-L. Han, T. J. Lim, and L. Vlacic, "An Ellipsoidal Set Membership Approach to Distributed Joint State and Sensor Fault Estimation of Autonomous Ground Vehicles," IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 8, pp. 1107-1118, 2021.
W. Shi, W. Chen, L. Gao, and J. Hu, "Adaptive fault-tolerant tracking control for singular multi-agent systems," in 2017 11th Asian Control Conference (ASCC), 2017, pp. 2358-2363.
X. Zhang, J. Dong, and L. Li, "Fault Tolerant Consensus of Fractional Order Singular Multi-Agent Systems With Uncertainty," Ieee Access, vol. 8, pp. 68762-68771, 2020.
H. Fan, K. Zheng, L. Liu, B. Wang, and W. Wang, "Event-triggered finite-time consensus of second-order leader-follower multiagent systems with uncertain disturbances," IEEE Transactions on Cybernetics, 2020.
L. Dai, Singular control systems: Springer, 1989.
W. Ren and R. W. Beard, Distributed consensus in multi-vehicle cooperative control vol. 27: Springer, 2008.
J. Y. Ishihara and M. H. Terra, "On the Lyapunov theorem for singular systems," IEEE transactions on Automatic Control, vol. 47, pp. 1926-1930, 2002.
