Control de tiempo predefinido de sistemas multiagente con restricciones de estado basado en filtrado de comandos
Autores: Zhang, Jianhua; Yu, Xuan; Zhu, Quanmin; Yu, Zhanyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de tiempo predefinido de sistemas multiagente con restricciones de estado basado en filtrado de comandos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Problema de control
Sistemas multiagente
Métricas de rendimiento predefinidas
Restricciones de estado
Funciones de Barrera de Lyapunov
Complejidad de la prueba de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este documento resuelve el problema de control de tiempo predefinido para sistemas multiagente bajo métricas de rendimiento predefinidas y restricciones de estado, abordando limitaciones críticas de los métodos tradicionales, especialmente su incapacidad para hacer cumplir plazos estrictos especificados por el usuario para operaciones críticas de misión, junto con dificultades para garantizar simultáneamente límites de rendimiento transitorio y restricciones de estado, mientras se sufre una complejidad prohibitiva en la prueba de estabilidad. Para superar estos desafíos, proponemos una metodología de control de rendimiento predefinido que integra funciones de Lyapunov de barrera y retroceso filtrado por comando. El marco garantiza rigurosamente la convergencia exacta dentro del tiempo definido por el usuario independientemente de las condiciones iniciales, al tiempo que hace cumplir estrictas restricciones de estado a través de límites de BLF variables en el tiempo y ofrece un rendimiento cuantificable, como una sobreoscilación por debajo del 5% y convergencia en menos de 10 s. Al eliminar las pruebas de continuidad de derivadas de alto orden a través del diseño de filtro de comando, la complejidad del análisis de estabilidad se reduce en un 40% en comparación con el retroceso convencional. Las pruebas de estabilidad y las simulaciones de casos duales (formación de UAV/red inteligente) demuestran más del 95% de precisión de seguimiento bajo perturbaciones y restricciones, validando una amplia aplicabilidad en sistemas multiagente críticos para la seguridad.
Descripción
Este documento resuelve el problema de control de tiempo predefinido para sistemas multiagente bajo métricas de rendimiento predefinidas y restricciones de estado, abordando limitaciones críticas de los métodos tradicionales, especialmente su incapacidad para hacer cumplir plazos estrictos especificados por el usuario para operaciones críticas de misión, junto con dificultades para garantizar simultáneamente límites de rendimiento transitorio y restricciones de estado, mientras se sufre una complejidad prohibitiva en la prueba de estabilidad. Para superar estos desafíos, proponemos una metodología de control de rendimiento predefinido que integra funciones de Lyapunov de barrera y retroceso filtrado por comando. El marco garantiza rigurosamente la convergencia exacta dentro del tiempo definido por el usuario independientemente de las condiciones iniciales, al tiempo que hace cumplir estrictas restricciones de estado a través de límites de BLF variables en el tiempo y ofrece un rendimiento cuantificable, como una sobreoscilación por debajo del 5% y convergencia en menos de 10 s. Al eliminar las pruebas de continuidad de derivadas de alto orden a través del diseño de filtro de comando, la complejidad del análisis de estabilidad se reduce en un 40% en comparación con el retroceso convencional. Las pruebas de estabilidad y las simulaciones de casos duales (formación de UAV/red inteligente) demuestran más del 95% de precisión de seguimiento bajo perturbaciones y restricciones, validando una amplia aplicabilidad en sistemas multiagente críticos para la seguridad.