噪声引起的分布式积分控制可扩展性的局限
最优化与控制
2019-07-23 v4
摘要
我们研究大规模网络动态系统中分布式反馈控制的性能局限。具体而言，我们探讨测量噪声如何影响分布式积分控制的性能。我们考虑在环形晶格网络上建模的二阶一致性类问题，并研究量化节点状态波动方差的 H2 性能度量（随网络规模）的渐近标度。虽然先前的研究表明，与分布式比例反馈控制相比，分布式积分控制从根本上改善了这些性能标度，但我们的结果表明，显式地纳入测量噪声会导致相反的结论。噪声对性能的影响随局部积分状态间节点对齐程度的提高而减小。然而，尽管控制器可针对任意给定网络规模调节至可接受性能，但性能将随网络增长而退化，限制了任何此类控制器调节的可扩展性。特别地，对节点间对齐的要求随网络规模增大而增加。我们表明，这在实践中意味着大型稀疏网络将要求任何积分控制都是集中式的，而非分布式的。在此情形下，可取得的最佳性能标度（被证明与比例反馈控制相同）得以恢复。
引用
@article{arxiv.1802.03187,
title = {Noise-Induced Limitations to the Scalability of Distributed Integral Control},
author = {Emma Tegling and Henrik Sandberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.03187},
year = {2019}
}