Control de Formación Basado en Consenso para Sistemas Multi-Agente Heterogéneos en Entornos Complejos
Autores: Chang, Xiaofei; Yang, Yiming; Zhang, Zhuo; Jiao, Jiayue; Cheng, Haoyu; Fu, Wenxing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Formación Basado en Consenso para Sistemas Multi-Agente Heterogéneos en Entornos Complejos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Control de formación
Sistemas multiagente heterogéneos
Estrategia de formación basada en consenso
Tolerancia a fallos
Evitación de obstáculos
Análisis de estabilidad de Lyapunov
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este documento es desarrollar estrategias de control de formación para sistemas multiagente heterogéneos en entornos complejos, con el objetivo de mejorar su rendimiento, fiabilidad y estabilidad. Las condiciones de vuelo complejas, como navegar por espacios reducidos en edificios altos urbanos, presentan considerables desafíos para el control de agentes. Para abordar estos desafíos, este documento propone una estrategia de formación basada en consenso que integra la teoría de grafos y algoritmos de multi-consenso. Este enfoque incorpora consistencia grupal variable en el tiempo para fortalecer la tolerancia a fallos y reducir la interferencia, asegurando al mismo tiempo la evitación de obstáculos y el mantenimiento de la formación en entornos dinámicos. A través de un análisis de estabilidad de Lyapunov, combinado con restricciones de tiempo de permanencia mínima y el principio de invariancia de LaSalle, este trabajo demuestra la convergencia del esquema de control propuesto bajo topologías de red cambiantes. Los resultados de simulación confirman que la estrategia propuesta mejora significativamente el rendimiento del sistema, la capacidad de ejecución de misiones, la autonomía, la sinergia y la robustez, permitiendo así que los agentes mantengan con éxito la formación y eviten obstáculos tanto en grupos homogéneos como heterogéneos en entornos complejos.
Descripción
El propósito de este documento es desarrollar estrategias de control de formación para sistemas multiagente heterogéneos en entornos complejos, con el objetivo de mejorar su rendimiento, fiabilidad y estabilidad. Las condiciones de vuelo complejas, como navegar por espacios reducidos en edificios altos urbanos, presentan considerables desafíos para el control de agentes. Para abordar estos desafíos, este documento propone una estrategia de formación basada en consenso que integra la teoría de grafos y algoritmos de multi-consenso. Este enfoque incorpora consistencia grupal variable en el tiempo para fortalecer la tolerancia a fallos y reducir la interferencia, asegurando al mismo tiempo la evitación de obstáculos y el mantenimiento de la formación en entornos dinámicos. A través de un análisis de estabilidad de Lyapunov, combinado con restricciones de tiempo de permanencia mínima y el principio de invariancia de LaSalle, este trabajo demuestra la convergencia del esquema de control propuesto bajo topologías de red cambiantes. Los resultados de simulación confirman que la estrategia propuesta mejora significativamente el rendimiento del sistema, la capacidad de ejecución de misiones, la autonomía, la sinergia y la robustez, permitiendo así que los agentes mantengan con éxito la formación y eviten obstáculos tanto en grupos homogéneos como heterogéneos en entornos complejos.