[논문]미지의 이종 비선형성을 갖는 2차 비선형 다개체 시스템의 신경 회로망 기반 일치 추종

최윤호; 유성진

doi:10.5302/j.icros.2016.16.0074

미지의 이종 비선형성을 갖는 2차 비선형 다개체 시스템의 신경 회로망 기반 일치 추종
Neural-Network-based Consensus Tracking of Second-Order Multi-Agent Systems With Unknown Heterogeneous Nonlinearities 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.22 no.6, 2016년, pp.477 - 482

최윤호 (중앙대학교 전자전기공학과) , 유성진 (중앙대학교 전자전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents a simple approximation-based design approach for consensus tracking of heterogeneous second-order nonlinear systems under a directed network. All nonlinearities of followers are assumed to be unknown and non-identical. In the controller design procedure, graph-independent error surfaces are used and an unimplementable intermediate controller for each follower is designed at the first design step. Then, by adding and subtracting a graph-based term at the second step, the actual controller for each follower is designed by using one neural network employed to estimate a lumped and distributed nonlinearity. Therefore, the proposed local controller for each follower has a simpler structure than existing approximation-based consensus tracking controllers for multi-agent systems with unmatched nonlinearities.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 미지의 이종 비선형성을 갖는 2차 strict-feedback 다개체 시스템에 대하여 각 개체의 제어기를 하나의 신경망을 이용하여 설계하는 적응 일치 추종 제어기법을 제안한다. 우선, 통신 그래프에 독립적인 제어 오차를 고려한다.
본 논문에서는 2차 strict-feedback 형태의 이종 추종 개체들의 선도 개체 추종을 위한 간단한 NN 기반 일치 추종제어 시스템을 제안하였다. 그래프에 독립적인 제어 오차를 정의하고 백스테핑 기법에 따라 실행되지 않는 중계제어기를 유도하였다.
있다. 본 논문의 제어 목표는 외방향 그래프 石에서 비선형 추종 개체 (1)의 출력 歸 i = 가 선도 개체의 출력 %을 따르도록 하는 간단한 NN기반 분산 적응 일치 추종 법칙 ⑶를 설계하는 것이다.

가설 설정

가정 1: 외방향 그래프 ■石는 신장 트리를 포함하고 이때 뿌리 노드는 0번째 노드(즉, 선도 개체)이다.
가정 2: 선도 개체의 출력 啊와 미분 값 舟), 癖)는 부등식 挪顶 = i, 2, 3, 을 만족하고, 0U乱을 만족하는 일부의 추종 개체로만 정보가 전달된다. 여기서 Rj 는 임의의 양의 상수이다.
주목 3: 모든 추종 개체의 가상제어기 <为에 미지의 비선형 함수뿐만 아니라 선도 개체의 정보 为와 3月)가 포함되므로 Z32=%, 2-% 는 이행 불가능한 신호이다. 따라서 신경망의 가중치 廂의 적응 법칙 (18)은 일치 추종 목적을 달성하기 위해 실행 가능한 이웃 일치 오차^neighborhoodN

제안 방법

본 논문에서는 선도 개체와 추종 개체를 포함하는 모든 개체 간의 통신을 나타내는 외방향 그래프 ■石 ("亿互. 万) 와추종 개체 간의 통신을 나타내는 부그래프(subgraph) G(Y.E.A) 를 고려한다. 여기서 V = {0, .
시스템을 제안하였다. 그래프에 독립적인 제어 오차를 정의하고 백스테핑 기법에 따라 실행되지 않는 중계제어기를 유도하였다. 설계의 마지막 단계에서 그래프 관련 항을 이용하여 각 추종 개체마다 분산적으로 하나로 묶인 미지함수를 유도하였고 이를 NN으로 근사화 하였다.
본 논문에서는 하나의 선도 개체와 7V개의 추종 개체로 구성된 다개체 시스템을 고려한다. 이때, 선도 개체는 0번째 노드로, 추종 개체는 1, .
그래프에 독립적인 제어 오차를 정의하고 백스테핑 기법에 따라 실행되지 않는 중계제어기를 유도하였다. 설계의 마지막 단계에서 그래프 관련 항을 이용하여 각 추종 개체마다 분산적으로 하나로 묶인 미지함수를 유도하였고 이를 NN으로 근사화 하였다. 결과적으로 하나의 N应만을 사용하는 국소 제어기가 설계되었고, 따라서 기존의 다수의 함수 근사자 기반 제어기보다 간단한 형태를 갖는다.
제안된 제어기의 성능을 검증하기 위해 다음과 같은 이종 비선형성을 갖는 2차 strict-feedback 다개체 시스템을 고려 하자.
주목 1: 기존의 다개체 시스템에 대한 함수 근사자 기반백스테핑 제어 연구들[8-13]과 달리 가상 제어기가 함수 근 사 자의 사용 없이 미지의 비선형 함수 £, i을 포함한 채로 설계되었다. 따라서 a.

성능/효과

설계의 마지막 단계에서 그래프 관련 항을 이용하여 각 추종 개체마다 분산적으로 하나로 묶인 미지함수를 유도하였고 이를 NN으로 근사화 하였다. 결과적으로 하나의 N应만을 사용하는 국소 제어기가 설계되었고, 따라서 기존의 다수의 함수 근사자 기반 제어기보다 간단한 형태를 갖는다.
따라서 2차 strict-feedback 시스템 (1)어】 대한 기존의 연구들은 두 개의 함수 근사자가 각 국소 제어 시스템에 이용된다. 반면에, 본 논문에서 제안하는 분산 일치 추종 시스템에서는 오직 하나의 NN만이 각 추종 개체의 제어기에 이용되기 때문에 기존의 분산 일치 제어기들에 비해 간단한 구조를 갖는다.

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