서로 다른 위치 및 속도 네트워크 토폴로지를 고려한이차 다개체 시스템의 봉쇄제어

Abstract

다개체 시스템은 개체라 불리는 여러 서브 시스템들이 상호작용을 통하여 단일 시스템에서는 수행할 수 없는 임무를 수행할 수 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다수의 리더 개체들과 추종 개체들로 구성된 다개체 시스템을 고려하여 군집을 달성하기 위한 봉쇄제어 문제를 연구한다. 봉쇄제어는 추종 개체들을 리더 개체들에 의해 생성되는 볼록 껍질(convex hull) 안으로 수렴시킴으로써 군집 현상을 달성하는 것이 목표이다. 한편, 다개체 시스템의 안정적인 운용을 위해서는 실제 환경에서 발생하는 제약조건을 고려해야 한다. 실제 환경에서는 네트워크의 안전성 또는 정보 손실 등의 이유로 위치와 속도 정보의 통신 네트워크가 다르게 구성될 수 있다. 또한, 구동기의 출력에는 제약이 존재하고, 이로 인하여 시스템의 성능 저하 및 불안정성이 야기될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 서로 다른 위치 및 속도 정보 네트워크 토폴로지와 구동기 포화를 고려하여 봉쇄제어의 목표를 달성하기 위한 PID(Proportional-Integral-Derivative) 기반의 알고리즘을 제안한다. 봉쇄 오차 시스템의 안정성 판별을 기반으로 목표를 달성하기 위한 제어이득과 네트워크 연결성에 대한 조건을 분석하고, 모의실험을 통하여 해석의 타당성을 검증하였다.