이종 다중 에이전트 시스템의 적응형 대형 제어
Fully actuated system approach based adaptive formation control for heterogeneous multi-agent systems with asymmetric full-state constraints under fixed and switching topologies
Zhenghua Li, Ben Niu, Shuo Ding 외 3인·Systems & Control Letters·발표 2026.08· 8 인용
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한국어 핵심 요약
본 연구는 고정 및 스위칭 통신 토폴로지 환경에서 비선형 동역학과 비대칭 전역 상태 제약을 갖는 이종 다중 에이전트 시스템(MAS)의 대형 추적 제어 문제를 다룬다. 특히, 미지의 비선형 동역학을 처리하고 시스템 상태가 지정된 제약 조건을 벗어나지 않도록 하는 데 중점을 둔다.
이를 위해 퍼지 논리 시스템을 활용하여 미지의 비선형 동역학을 근사화하고, 분산 관측기를 개발하여 리더의 상태 정보를 추정한다. 고차 완전 구동 시스템 접근 방식을 도입하여 원래의 제약 시스템을 비제약 고차 완전 구동 시스템 모델로 변환함으로써 계산 복잡성을 효과적으로 줄였다. 이 변환된 모델을 기반으로 각 팔로워를 위한 적응형 대형 제어기가 설계되었다.
이론적 분석 결과, 설계된 대형 제어기는 모든 시스템 상태가 지정된 제약 집합 내에 유지되도록 보장하며, 고정 및 스위칭 토폴로지 하에서 이종 MAS의 원하는 대형 성능을 달성함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과는 제안된 제어 전략의 효과성을 명확히 보여준다.
본 연구는 복잡한 제약 조건과 미지 동역학을 갖는 다중 에이전트 시스템의 제어 문제 해결에 기여하며, 향후 다양한 자율 시스템 및 로봇 공학 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
섹션 미리보기
연구 배경
이종 다중 에이전트 시스템은 미지의 비선형 동역학, 비대칭 전역 상태 제약, 그리고 동적으로 변하는 통신 토폴로지라는 복합적인 문제에 직면한다. 이러한 환경에서 시스템의 안정적인 대형 추적 제어를 달성하는 것은 중요한 도전 과제이다.
핵심 발견
본 연구는 고차 완전 구동 시스템 접근 방식을 통해 제약 시스템을 비제약 모델로 효율적으로 변환하고, 이를 기반으로 적응형 대형 제어기를 설계하여 모든 시스템 상태가 제약 조건을 만족하면서 원하는 대형 성능을 달성함을 입증했다. 이는 계산 복잡성을 줄이면서도 강건한 제어 성능을 보장한다.
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