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일치기법은 이웃한 개체 간의 정보교환을 통하여 개체들의 상태를 동일한 상태로 수렴시키는 것이 목적이며 다개체시스템의 제어를 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 실제 시스템에서는 각 개체의 측정 변수가 서로 다르거나 통신상의 정보 손실이 발생할 수 있고, 통신상의 안정성을 위하여 각 상태에 대한 서로 다른 네트워크를 구성해야 할 수 있다. 또한, 시스템에존재하는 입력 포화 및 외란으로 인하여 그룹의 불안정성을 야기할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이종 상태 정보와 입력포화 및 외란을 고려하여 다개체 시스템의 군집을 위한 PID(Proportional-Integral-Derivative) 기반의 일치 제어 기술을 연구한다. 구체적으로 2차 시스템으로 모델링된 다중 추종 개체들과 단일 리더 개체를 고려하였고, 오차 시스템의 안정성 판별을 통하여일치를 달성하기 위한 조건을 분석하였다. 제안된 알고리즘은 위치 그래프의 연결성만 보장된다면 일치를 달성할 수 있음을 확인하였고, 일치 알고리즘을 확장하여 다개체 시스템에 대한 편대 제어 문제를 연구하였다. 마지막으로 모의실험을 통하여 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하였다.
Consensus, that aims to converge the states of agents to the same states through information exchanges between agents, has been widely studied to control the multi-agent systems. In real systems, the measurement variables of each agent may be different, the loss of information across communication may occur, and the different networks for each state may need to be constructed for safety. Moreover, the input saturation and the disturbances in the system may cause instability. Therefore, this paper studies the PID(Proportional-Integral-Derivative)-based consensus control to achieve the swarm behavior of the multi-agent systems considering the heterogeneous state information, the input saturations, and the disturbances. Specifically, we consider the multiple follower agents and the single leader agent modeled by the second-order systems, and investigate the conditions to achieve the consensus based on the stability of the error system. It is confirmed that the proposed algorithm can achieve the consensus if only the connectivity of the position graph is guaranteed. Moreover, by extending the consensus algorithm, we study the formation control problem for the multi-agent systems. Finally, the validity of the proposed algorithm was verified through the simulations.
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Leader-followering consensus, Formation control, Multi-agent systems, Heterogeneous state, PID-based algorithm.
