New methods for consensus in multiagent systems

Heitor Judiss Savino

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEUMVM

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DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor1	Fernando de Oliveira Souza	pt_BR
dc.contributor.advisor-co1	Luciano Cunha de Araujo Pimenta	pt_BR
dc.contributor.referee1	Reinaldo Martinez Palhares	pt_BR
dc.contributor.referee2	Bruno Vilhena Adorno	pt_BR
dc.contributor.referee3	Valter Junior de Souza Leite	pt_BR
dc.contributor.referee4	Leonardo Amaral Mozelli	pt_BR
dc.creator	Heitor Judiss Savino	pt_BR
dc.date.accessioned	2019-08-14T08:32:58Z	-
dc.date.available	2019-08-14T08:32:58Z	-
dc.date.issued	2016-09-30	pt_BR
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEUMVM	-
dc.description.abstract	Consensus refers to achieving an agreement on a variable of interest on all the agents in a multiagent system by sharing and/or acquiring information within other agents. Its applications are given in the field of multiagent systems that work cooperatively by sharing information in a networked manner. Many problems such as formation control,flocking, and platoon, can be addressed using consensus-based approaches. Additionally, as communication and processing rely on processes subject to time-delays, the analysis of the delays is of major importance for networked applications, as it may cause greatimpact in the systems response, avoiding or enabling consensus and consequently the execution of the task. The starting point of the methodology is the translation of the consensus problem into a stability problem, thus analyzed with the vast theory for linear systems. The impacts of delays in communication and input delays are presented toshow the importance of analyzing the delays in intervals considering lower and upper bounds for time-varying delays. Thereby, results considering the analysis of consensus with the considered bounds are presented by means of sufficient conditions described by linear matrix inequalities (LMIs), using Lyapunov-Krasovskii theory. Failures in thecommunication links, changes in the agents arrangement, or obstructions on sensing are described by switching topologies, modeled as Markov jump linear systems, with uncertain transition rates. In order to increase the delay margins or improve convergence rate of the system, a method for the design of the coupling strengths is presented, also by means of LMIs. Finally, single-order consensus is applied in real-world problems in cooperative robotics, based on the extension of consensus on dual quaternions, which describe the pose of rigid-bodies adequately. Through all the text, examples are presented to show the performance of the methods with application-oriented problems.	pt_BR
dc.description.resumo	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.	pt_BR
dc.language	Inglês	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Minas Gerais	pt_BR
dc.publisher.initials	UFMG	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Lyapunov-Krasovskii	pt_BR
dc.subject	Multiagent systems	pt_BR
dc.subject	Dual quaternions	pt_BR
dc.subject	Coupling strengths	pt_BR
dc.subject	Pose	pt_BR
dc.subject	Time-delay	pt_BR
dc.subject	LMI	pt_BR
dc.subject	Switching topology	pt_BR
dc.subject	Cooperative robotics	pt_BR
dc.subject	Consensus	pt_BR
dc.subject	Markov Jump linear systems	pt_BR
dc.subject.other	Engenharia elétrica	pt_BR
dc.title	New methods for consensus in multiagent systems	pt_BR
dc.type	Tese de Doutorado	pt_BR
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