2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15919In diesem Projekt betrachten wir kooperative Regelung von mobilen Agenten, die über ein drahtloses Netzwerk miteinander interagieren. Das Netzwerk wird alleine durch die Agenten geformt, d.h. es wird keine externe Kommunikationsinfrastruktur angenommen. Das Projektziel ist die Entwicklung von Analyse- und Synthesewerkzeugen, die den gemeinsamen Entwurf verteilter kooperativer Regelungs- und Kommunikationsstrategien für große homogene Gruppen mobiler, über ein drahtloses Netzwerk interagierende Agenten ermöglichen. Die Regelungs-Performance, ausgedrückt über einen geeigneten l2-Performance-Kanal, hängt von der lokalen dynamischen Regelung der einzelnen Agenten sowie vom Informationsfluss zwischen den Agenten ab. Sie wird durch Störungen des Kommunikationsnetzes, insbesondere durch Paketverlust und Zeitverzögerung, sowie durch Quantisierungseffekte, die sich aus niedrigen Bitraten ergeben, eingeschränkt. Ziel ist es, von Entscheidungsvariablen des Designs abhängende Bedingungen für Stabilität und Leistung von Multiagentensystemen abzuleiten. Die Variablen beinhalten Reglerparameter, Kommunikationsnetzwerkparameter und Netzwerktopologie. In dem Projekt wird unsere in der ersten Projektphase begonnene Untersuchung zu verteilter, periodisch abgetasteter Regelung von drahtlos vernetzten Agenten fortgesetzt. Um eine geeignete Abstimmung der Netzwerk- und Regelungsanforderung zu erreichen entwickeln wird eine geeignete Architektur zur Entkopplung stochastischer Aspekte drahtloser Netze und deterministischer Regelung der Agentendynamik. Hierbei untersuchen wir mit verteiltem Konsens und Flocking zwei grundlegende Bausteine zur Steuerung von Multiagentensystemen. Zusätzlich zu den für periodisch abgetastete Regelung untersuchten Konzepten werden wir in diesem Projekt das Potenzial ereignisgesteuerter Regelung sowie ereignisgesteuerter prädiktiver Regelung untersuchen, um begrenzte Kanalkapazität effizient zu nutzen. Unsere theoretischen Ergebnisse werden durch Simulationsstudien und praktische Experimente mit AUVs und UAVs untermauert.In this project we consider cooperative control of mobile agents that interact over a wireless network. The network is set up by the nodes, i.e. no external communication infrastructure is assumed. The project goal is to develop analysis and synthesis tools that allow joint design of distributed cooperative control and communication strategies for large homogeneous groups of mobile agents which interact via a wireless network. The overall control performance expressed in terms of a suitably defined l2 performance channel depends on the local dynamic control of individual agents as well as on flow of information between agents. It is restricted by imperfections of the communication network, in particular by packet loss and time delay, as well as possibly quantization effects resulting from low bit rates. The goal is to derive conditions on the stability and the performance of multi-agent systems that depend on the decision variables of the design. These variables are the control gains, the communication network parameters and the network topology. The project will continue with our study of time-triggered distributed control of wireless networked agents. We develop tools for trading network demands against control demands in an architecture which facilitates the decoupling of stochastic aspects of wireless networks and deterministic control of agent dynamics. We study with distributed consensus and flocking two core building blocks for control of multi-agent systems. In addition to concepts well understood for time-triggered control, we will explore the potential of event-triggered control as well as event-triggered model predictive control for more efficient use of channel capacity. Our theoretical results will be substantiated by simulation studies and practical experiments with AUVs and UAVs.