New methods for consensus in multiagent systems
Heitor Judiss Savino · Americanae (AECID Library) · 2016
Consenso se refere a atingir um acordo em uma determinada variável de interesse em todos os agentes de um sistema multiagente por meio da troca/aquisição de informações com os demais agentes. Suas aplicações são dadas no campo de sistemas multiagentes queoperam de forma cooperativa por meio da troca de informações em rede. Vários problemas como controle de formação, enxame, rebanho e comboio, podem ser tratados utilizandose abordagens de consenso. Além disso, dado que a comunicação e o processamento dainformação dependem de processos sujeitos a atrasos no tempo, a análise destes é de grande importância para aplicações em rede, dado que podem causar grande impacto na resposta do sistema, evitando ou permitindo atingir consenso e consequentemente a execução da tarefa. O ponto de partida da metodologia utilizada é a tradução do problemade consenso em problema de estabilidade, sendo então analisado com a ampla teoria de sistemas lineares. O impacto dos atrasos de comunicação ou entrada são apresentados para mostrar a importância de analisar o atraso considerando intervalos com limites inferiorese superiores para atrasos variantes no tempo. Com isto, resultados considerando a análise de consenso com os limites impostos são apresentados por meio de condições suficientes descritas por desigualdades matriciais lineares (LMIs), usando a teoria de Lyapunov-Krasovskii. Falhas nos enlaces de comunicação, mudanças no arranjo dos agentes ou obstruções nos sensores são descritas pelo chaveamento da topologia de rede, modelado como um sistema linear sujeito a saltos markovianos com taxas de transição incertas. Demodo a aumentar as margens de atraso ou melhorar a taxa de convergência do sistema, é apresentado um método para o projeto dos ganhos de acoplamento nos enlaces entre os agentes, também baseado em LMIs. Finalmente, o problema de consenso em agentesde primeira ordem é aplicado em problemas reais de robótica cooperativa, baseando-se na extensão de consenso utilizando quatérnios duais, que descrevem a pose de corpos rígidos adequadamente. Ao longo do texto são apresentados exemplos para mostrar o desempenho dos métodos com problemas centrados em aplicações.