Design of arbitrary order dynamical output feedback protocols for multi-agent systems over directed communication graphs

Abstract

Esta tese propõe novas condições para o controle de sistemas multiagentes homogêneos utilizando protocolos de realimentação dinâmica de saída. Os agentes são descritos por uma dinâmica linear e grafos direcionados modelam a rede de comunicação. Primeiramente, novas condições suficientes para projetar protocolos de realimentação dinâmica de saída de ordem arbitrária - incluindo realimentação de saída estática como um caso particular - são propostas para consenso H∞ para agentes sujeitos a distúrbios externos. Os agentes podem ou não sofrer perturbações paramétricas e comunicar-se em topologias politópicas incertas. Finalmente, propomos condições suficientes para projetar protocolos para rastreamento de formação de saída variante no tempo. Ao considerar uma representação politópica descrevendo as informações da rede, apresentamos um procedimento que permite o projeto dos ganhos do protocolo para uma família de topologias independente do número de agentes. Todas as condições propostas são baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs, do inglês Linear Matrix Inequalities). Os algoritmos propostos nesta tese podem ser aplicados em diversos problemas do mundo real envolvendo consenso de robôs móveis, drones entre outros sistemas semelhantes. Exemplos numéricos ilustram a eficácia da abordagem proposta.