A Graph Laplacian Approach to Coordinate-Free Formation Stabilization for Directed Networks

Zhiyun Lin; Lili Wang; Zhimin Han; Minyue Fu

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A Graph Laplacian Approach to Coordinate-Free Formation Stabilization for Directed Networks

机译：有向图网络的无坐标稳定图拉普拉斯方法

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This paper concentrates on coordinate-free formation control for directed networks, for which the dynamic motion of each agent is assumed to be governed only by a local control. We develop a graph Laplacian approach to solve the global and exponential formation stablization problem using merely relative position measurements between neighbors. First, to capture the sensing and control architectures that are needed to maintain the shape of a formation, a necessary and sufficient topological condition is proposed. Second, a Laplacian-based control law is developed for the stablization problem of a group of mobile agents to a desired formation shape under both fixed and switching topologies due to temporal node failures. Simulation results are provided to demonstrate that our Laplacian-based formation control strategy is inherently fault-tolerant and robust to node failures.

机译：本文着重于有向网络的无坐标编队控制，假定每个智能体的动态运动仅受局部控制。我们开发了一种图拉普拉斯算子方法，仅使用邻居之间的相对位置测量值即可解决全局和指数形式的稳定问题。首先，为了捕获维持地层形状所需的传感和控制架构，提出了一种必要且充分的拓扑条件。其次，针对由于时间节点故障而在固定拓扑和切换拓扑下将一组移动代理稳定到所需地层形状的问题，开发了基于拉普拉斯控制法。提供的仿真结果表明，我们基于拉普拉斯算式的编队控制策略具有固有的容错能力，并且对节点故障具有鲁棒性。

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来源
《IEEE Transactions on Automatic Control》 |2016年第5期|1269-1280|共12页
作者
Zhiyun Lin; Lili Wang; Zhimin Han; Minyue Fu;
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作者单位

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Directed graph; Multi-agent systems; directed graph; distributed control; formation; multi-agent systems;

机译：有向图;多智能体系统;有向图;分布式控制;形成;多智能体系统;

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