اجماع و بهبود نرخ همگرایی در شبکه‌های پهپادی توزیع شده مبتنی بر گراف در حضور نویز تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

2 استادیار دانشکده مهندسی برق دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

شبکه‌های توزیع شده مبتنی بر اجماع سیستم‌هایی هستند که به منظور رسیدن به یک مقدار مشترک، از محاسبات و ارتباطات محلی مابین گره‌های شبکه بهره می گیرند. در این شبکه‌ها، اجماع به معنای دستیابی به توافق در مورد یک مقدار مشخص مورد علاقه است که به وضعیت همه عوامل بستگی دارد. الگوریتم اجماع یک ضابطه درون شبکه ای است که تبادل اطلاعات بین یک عامل و همه همسایه‌های آن را در شبکه مشخص می‌کند. در این تحقیق سعی شده است ضمن بیان مفهوم اجماع در شبکه‌های پهپادی توزیع شده، اثرات عوامل نامطلوب(نویز، محوشدگی و ...) بر الگوریتم‌های اجماع را بیان نماییم. در این تحقیق با در نظر گرفتن سیگنال‌های برداری شده، کنترل اجماع میانگین برای شبکه‌های زمان گسسته ی با عامل های درجه یک و با توپولوژی ثابت و متغیر جهت دار مورد بررسی قرارگفته است و سپس بعد از شبیه سازی‌های انجام گرفته نتایج حاصل و نحوه بهبود نرخ همگرایی پهپادها را با کارهای قبل که از سیگنال‌های اسکالر بهره گرفته شده مقایسه گردیده است. از آنجا که برای طراحی ورودی‌های کنترلی شبکه، داده ‌های هر عامل(پهپاد) ، از ادغام وضعیت محلی آن عامل با وضعیت عامل‌های همسایه که متأثر از نویز ارتباطی تصادفی است حاصل می‌شود، شرایط لازم و کافی برای رسیدن به اجماع میانگین این پروتکل‌ها برای توپولوژی ثابت و متغیر جهت دار شرح داده شده است

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Consensus and Convergence Rate Optimization in Distributed Drone Networks in The Presence of Random Noise

نویسندگان [English]

  • mostafa Amiri 1
  • Behrad Mahboobi 2
1 Ms.c in Electronic engineering, Researches and sciences of islamic azad university
2 Assistant Prof., faculty of electrical engineering, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

Distributed consensus networks are systems that use calculations and local communication between network nodes in order to reach a common value. In these networks, consensus means reaching an agreement on a specific value of interest that depends on the state of all agents. The consensus algorithm is a protocol that determines the exchange of information between an agent and all its neighbors in the network. In this research, while expressing the concept of consensus in distributed networks, we have tried to express the effects of adverse factors (noise, fading …) on consensus algorithms. Also in this research, considering the vectored signals, average consensus control for discrete-time networks with first-order agents and for fix and switching directional topology has been investigated, and then by simulation, the results, and the convergence rate has been compared with previous works that used scalar signal. Since for the design of the control inputs of the network, the data of each agent(drone) is obtained from the integration of the local state of that agent with the state of the neighboring agents which is affected by random communication noise, the necessary and sufficient conditions to reach the average consensus for the fixed and switching directional topology has been obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • multi-agent network
  • distributed network
  • consensus
  • drone
  • graph theory