Πρωτόκολλα Consensus για πράκτορες με άγνωστες κατευθύνσεις ελέγχου: η περίπτωση της διατήρησης συνοχής με αποφυγή συγκρούσεων

Γεωργίου, Ευθύμιος; Georgiou, Efthymios

dc.contributor.author	Γεωργίου, Ευθύμιος	el
dc.contributor.author	Georgiou, Efthymios	en
dc.date.accessioned	2018-10-08T08:43:28Z
dc.date.available	2018-10-08T08:43:28Z
dc.date.issued	2018-10-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47733
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15754
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Πολυπρακτορικά συστήματα	el
dc.subject	Πρόβλημα ομοφωνίας	el
dc.subject	Αποφυγή συγκρούσεων	el
dc.subject	Διατήρηση συνοχής	el
dc.subject	Multiagent system	en
dc.subject	Κέρδη Nussbaum	el
dc.subject	Nussbaum gains	en
dc.subject	Connectivity maintainance	en
dc.subject	Collision avoidance	en
dc.subject	Consensus	en
dc.title	Πρωτόκολλα Consensus για πράκτορες με άγνωστες κατευθύνσεις ελέγχου: η περίπτωση της διατήρησης συνοχής με αποφυγή συγκρούσεων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Προχωρημένα συστήματα αυτομάτου ελέγχου	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-02
heal.abstract	Ένα πολυπρακτορικό σύστημα αποτελείται από ένα δίκτυο αυτόνομων δυναμικών συστημάτων, τα οποία συνεργάζονται-αλληλεπιδρούν με σκοπό την επίτευξη ενός κοινού συνήθως σκοπού. Όταν μέσω των πρακτόρων αναπαριστούμε οντότητες που κινούνται στο χώρο, κάνουμε λόγο για συστήματα πολλαπλών διασυνδεδεμένων οχημάτων. Ο έλεγχος τέτοιων συστημάτων είναι αντικείμενο του κατανεμημένου ελέγχου. Συγκεκριμένα λόγω περιορισμένης επικοινωνίας εντός του δικτύου, κάθε ατομικότητα εφαρμόζει ένα σχήμα ελέγχου, στο οποίο χρησιμοποιεί μόνο τοπικά περιορισμένη πληροφορία. Ειδικότερα θεωρήσαμε γραμμικοποιημένες δυναμικές πρακτόρων με πολύπλοκες χρονομεταβλητές τοπολογίες επικοινωνίας. Υπό αυτό το πρίσμα επιχειρήσαμε να επιλύσουμε το πρόβλημα ομοφωνίας, δηλαδή συνάντησης των πρακτόρων με μη-προκαθορισμένο τρόπο, κάπου στο χώρο. Η ανάγκη για πιο ρεαλιστικές εφαρμογές, ανήγειρε κάποιους περιορισμούς όπως η αποφυγή συγκρούσεων μεταξύ των πρακτόρων και η διατήρηση της συνοχής της εκάστοτε τοπολογίας, λόγω περιορισμένων δυνατοτήτων επικοινωνίας. Ο συνδυασμός αυτός, μας οδήγησε στη θεμελίωση μιας έννοιας ευρύτερης απ' αυτή της συνάντησης στο χώρο (consensus) και συγκεκριμένα αυτή της συγκέντρωσης στο χώρο, μέσω του λεγόμενου ε-box consensus. Παράλληλα σε αυτά προσθέσαμε και αβεβαιότητες στην ίδια τη δυναμική των πρακτόρων και ειδικότερα θεωρήσαμε άγνωστες κατευθύνσεις ελέγχου στη γραμμική δυναμική των υπό εξέταση οντοτήτων. Το πρόβλημα αυτό προέρχεται από το πεδίο του προσαρμοστικού ελέγχου και έχει μελετηθεί ευρέως. Η λύση που χρησιμοποιήσαμε απαντάται στη βιβλιογραφία ως συναρτήσεις ή κέρδη Nussbaum. Αναπτύξαμε και θεμελιώσαμε λοιπόν δύο νέα πρωτοκόλλα ελέγχου σε πολυπρακτορικά συστήματα 1ης και 2ης τάξης στα οποία συνδυάσαμε επιτυχώς για πρώτη φορά, τα προβλήματα κατανεμημένου ελέγχου (α) ε-box consensus, με (β) αποφυγή συγκρούσεων μεταξύ των πρακτόρων και (γ) διατήρηση της αρχικής συνοχής της τοπολογίας επικοινωνίας του δικτύου, με το πρόβλημα προσαρμοστικού ελέγχου (δ) επιτυχούς αντιμετώπισης της έλλειψης γνώσης ως προς τις κατευθύνσεις ελέγχου και όλα αυτά πάντα με κατανεμημένο τρόπο. Τέλος παρουσιάσαμε αριθμητικά αποτελέσματα και παραστάσεις που επιβεβαίωσαν τις θεωρητικές μας αναλύσεις.	el
heal.abstract	A multiagent system consists of a network of autonomous dynamical systems, which cooperate in order to achieve a common goal. We refer to multivehicle systems, when agents model moving mobile individuals. The scientific field which copes with control in such systems, is called distributed control. Moreover, due to restricted communication range within the network, each individual applies a control scheme which uses locally restricted information only. In particular we assumed linear agent dynamics with complicated time varying communication topology. In the light of this assumption, we attempted to solve the so called consensus problem which aims to force all agents meet somewhere in space. The need for more realistic applications, as well as, the constantly growing interest of scientific society for this research field, led to problems such as collision avoidance and network connectivity preservation. Combining consensus with these restrictions, led us to the concept of ε-box consensus, which could be described as assembling agents in space, rather than meeting. Apart from the aformentioned objectives, we also included uncertainties in the agent's dynamical model, namely the unknown control directions problem. This problem arises from adaptive control field and has been studied extensively. One solution proposed in literature are the so called Nussbaum functions. In this diploma thesis we propose and establish two nonlinear protocols, for first and second order agents respectively, that allow us to successfully combine for the first time the following distributed control problems (a)ε-box consensus , with (b) collision avoidance between agents, while (c) preserving connectivity and at the same time, tackle the adaptive control problem of (d) unknown control directions in agent's dynamics, always in a distributed manner. We finally presented some numerical results and figures which validate our theoretical framework.	en
heal.advisorName	Ψυλλάκης, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Παπαβασιλόπουλος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Μαράτος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ψυλλάκης, Χαράλαμπος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής. Εργαστήριο Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	93 σ.
heal.fullTextAvailability	true