利用分布式控制实现车辆网格编队的尺寸无关稳定裕度
适应与自组织系统
2016-11-17 v3 最优化与控制
摘要
我们研究了具有分布式控制的车辆编队的稳定裕度，其中每辆车的控制仅依赖于来自信息图中邻居的信息。我们考虑一个D维网格作为信息图，其中一维队列是其特例。稳定裕度由闭环状态矩阵最不稳定特征值的实部衡量，该值量化了初始误差的衰减速率。文献[1]表明，在对称控制（即两个邻居对从彼此接收的信息赋予相等权重）下，一维车辆队列的稳定裕度以O(1/N^2)的速度衰减至零，其中N为车辆数量。此外，通过扰动分析表明，当控制增益中存在极小量的非对称性时，稳定裕度的标度可改善至O(1/N)。在本文中，我们证明，通过审慎选择非零的控制非对称性，闭环的稳定裕度可以一致地远离零，与N无关。因此，控制增益中的非对称性使得该控制架构具有高度可扩展性。这些结果也被推广到文献[2]中研究的D维网格信息图，并得到了比文献[2]更强的相应结论。此外，我们证明，尺寸无关的稳定裕度可以通过相对位置与相对速度（RPRV）反馈以及相对位置与绝对速度（RPAV）反馈来实现，而文献[1]、[2]中的分析仅针对RPAV情形。
引用
@article{arxiv.1108.1844,
title = {On achieving size-independent stability margin of vehicular lattice formations with distributed control},
author = {He Hao and Prabir Barooah},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.1844},
year = {2016}
}
备注
Accepted to IEEE Transactions on Automatic Control